Thiết bị và nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của máy tạo nhiệt cavitation bao gồm tác dụng đốt nóng do cơ năng biến đổi thành nhiệt năng. Bây giờ chúng ta hãy xem xét kỹ hơn hiện tượng cavitation. Khi áp suất quá mức được tạo ra trong chất lỏng, các xoáy xuất hiện, do áp suất của chất lỏng lớn hơn áp suất của chất khí chứa trong nó, các phân tử khí được giải phóng thành các thể vùi riêng biệt - sự xẹp của bong bóng. Do sự chênh lệch áp suất, nước có xu hướng nén bong bóng khí, tích tụ một lượng lớn năng lượng trên bề mặt của nó, và nhiệt độ bên trong đạt khoảng 1000 - 1200 ° C.
Khi các lỗ hổng đi vào vùng có áp suất bình thường, các bong bóng bị phá hủy và năng lượng từ sự phá hủy của chúng được giải phóng vào không gian xung quanh. Do đó, năng lượng nhiệt được giải phóng, và chất lỏng được làm nóng từ dòng xoáy. Hoạt động của máy phát nhiệt dựa trên nguyên tắc này, sau đó xem xét nguyên tắc hoạt động của phiên bản đơn giản nhất của máy sưởi tạo cavitation.
Mô hình đơn giản nhất
Quả sung. 1: Nguyên lý hoạt động của bộ tạo nhiệt cavitation
Nhìn vào Hình 1, ở đây trình bày thiết bị của bộ tạo nhiệt cavitation đơn giản nhất, bao gồm bơm nước bằng máy bơm đến điểm thu hẹp đường ống. Khi dòng nước đến vòi phun, áp suất của chất lỏng tăng lên đáng kể và bắt đầu hình thành các bọt xâm thực. Tại lối ra từ vòi phun, các bong bóng giải phóng nhiệt năng, và áp suất sau khi đi qua vòi phun giảm đáng kể. Trong thực tế, nhiều vòi hoặc ống có thể được lắp đặt để tăng hiệu quả.
Bộ tạo nhiệt lý tưởng của Potapov
Bộ tạo nhiệt Potapov, có một đĩa quay (1) được lắp đặt đối diện với đĩa tĩnh (6), được coi là một lựa chọn lắp đặt lý tưởng. Nước lạnh được cung cấp từ đường ống nằm ở đáy (4) của khoang tạo bọt (3), và đầu ra đã được làm nóng từ điểm trên (5) của cùng một khoang. Ví dụ về một thiết bị như vậy được hiển thị trong Hình 2 dưới đây:
Quả sung. 2: Bộ tạo nhiệt cavitation của Potapov
Nhưng thiết bị đã không nhận được sự phân phối rộng rãi do thiếu lý do thực tế cho hoạt động của nó.
Điều gì nằm ở trọng tâm của tác phẩm
Khe hở biểu thị quá trình hình thành bọt hơi trong cột nướcĐiều này được thực hiện nhờ áp lực nước giảm chậm ở tốc độ dòng chảy cao. Sự hình thành các hốc hoặc hốc chứa đầy hơi cũng có thể do sự truyền của sóng âm hoặc phát xung laser. Các khu vực kín của không khí, hoặc lỗ rỗng, bị nước di chuyển đến một khu vực áp suất cao, nơi chúng sụp đổ với sự phát ra sóng xung kích. Hiện tượng xâm thực không thể xảy ra trong trường hợp không có các điều kiện quy định.
Quá trình vật lý của hiện tượng tạo bọt khí tương tự như sự sôi của một chất lỏng, nhưng trong quá trình sôi, áp suất của nước và hơi trong các bong bóng có giá trị trung bình và như nhau. Trong quá trình xâm thực, áp suất trong chất lỏng cao hơn áp suất trung bình và cao hơn áp suất hơi. Việc hạ thấp áp suất tương tự là bản chất cục bộ.
Khi các điều kiện cần thiết được tạo ra, các phân tử khí, luôn có trong cột nước, bắt đầu thoát ra ngoài thành các bong bóng hình thành. Hiện tượng này rất dữ dội, vì nhiệt độ của khí bên trong khoang đạt đến 1200 ° C do sự giãn nở và co lại liên tục của các bong bóng.Khí trong các khoang tạo nhiệt có chứa một số lượng lớn hơn các phân tử oxy và khi tương tác với các vật liệu trơ của cơ thể và các bộ phận khác của bộ tạo nhiệt, chúng sẽ bị ăn mòn và phá hủy nhanh chóng.
Các nghiên cứu cho thấy rằng ngay cả những vật liệu trơ với khí này - vàng và bạc - cũng chịu tác động phá hủy của oxy mạnh. Ngoài ra, hiện tượng xẹp các túi khí gây ra tiếng ồn vừa đủ là một vấn đề không mong muốn.
Nhiều người đam mê đã làm cho quá trình xâm thực hữu ích để tạo ra máy phát nhiệt sưởi ấm cho một ngôi nhà riêng. Bản chất của hệ thống được bao bọc trong một vỏ kín, trong đó một tia nước di chuyển qua một thiết bị tạo lỗ hổng; một máy bơm thông thường được sử dụng để lấy áp suất. Ở Nga, với phát minh đầu tiên về lắp đặt hệ thống sưởi, được cấp bằng sáng chế vào năm 2013... Quá trình hình thành vỡ bong bóng xảy ra dưới tác dụng của điện trường xoay chiều. Trong trường hợp này, các khoang hơi có kích thước nhỏ và không tương tác với các điện cực. Chúng di chuyển vào độ dày của chất lỏng, và có một lỗ mở với việc giải phóng năng lượng bổ sung trong phần thân của dòng nước.
Lượt xem
Nhiệm vụ chính của bộ tạo nhiệt cavitation là hình thành các thể khí, và chất lượng của hệ thống sưởi sẽ phụ thuộc vào số lượng và cường độ của chúng. Trong công nghiệp hiện đại, có một số loại máy phát nhiệt như vậy, chúng khác nhau về nguyên tắc tạo ra bong bóng trong chất lỏng. Phổ biến nhất là ba loại:
- Máy phát nhiệt quay - phần tử làm việc quay do truyền động điện và tạo ra các xoáy chất lỏng;
- Hình ống - thay đổi áp suất do hệ thống ống dẫn nước di chuyển qua đó;
- Siêu âm - tính không đồng nhất của chất lỏng trong các máy phát nhiệt như vậy được tạo ra do dao động âm thanh có tần số thấp.
Ngoài các loại trên còn có laser cavitation, nhưng phương pháp này vẫn chưa được thực hiện trong công nghiệp. Bây giờ chúng ta hãy xem xét từng loại chi tiết hơn.
Máy phát nhiệt quay
Nó bao gồm một động cơ điện, trục của nó được kết nối với một cơ cấu quay được thiết kế để tạo ra sự hỗn loạn trong chất lỏng. Một tính năng của thiết kế rôto là một stato kín, trong đó quá trình đốt nóng diễn ra. Bản thân stato có một khoang hình trụ bên trong - một khoang xoáy trong đó rôto quay. Rôto của máy phát nhiệt tạo khe hở là một hình trụ có một tập hợp các rãnh trên bề mặt; khi hình trụ quay bên trong stato, các rãnh này tạo ra sự không đồng nhất trong nước và gây ra các quá trình tạo khe hở.
Quả sung. 3: thiết kế của máy phát điện kiểu quay
Số lượng chỗ lõm và các thông số hình học của chúng được xác định tùy thuộc vào kiểu máy phát nhiệt xoáy. Để có các thông số gia nhiệt tối ưu, khoảng cách giữa rôto và stato là khoảng 1,5 mm. Thiết kế này không phải là thiết kế duy nhất thuộc loại này; trong lịch sử hiện đại hóa và cải tiến lâu đời, bộ phận làm việc của kiểu quay đã trải qua rất nhiều lần thay đổi.
Một trong những mô hình hiệu quả đầu tiên của đầu dò tạo lỗ hổng là máy phát Griggs, sử dụng rôto đĩa với các lỗ mù trên bề mặt. Một trong những kiểu tương tự hiện đại của máy tạo nhiệt tạo lỗ thông đĩa được thể hiện trong Hình 4 dưới đây:
Quả sung. 4: bộ tạo nhiệt đĩa
Mặc dù thiết kế đơn giản, nhưng các thiết bị kiểu quay khá khó sử dụng, vì chúng yêu cầu hiệu chuẩn chính xác, con dấu đáng tin cậy và tuân thủ các thông số hình học trong quá trình vận hành, điều này khiến chúng khó vận hành. Các máy phát nhiệt do xâm thực như vậy có đặc điểm là tuổi thọ sử dụng khá thấp - 2 - 4 năm do quá trình bào mòn xâm thực của thân và các bộ phận. Ngoài ra, chúng tạo ra tải trọng tiếng ồn khá lớn trong quá trình hoạt động của phần tử quay.Ưu điểm của mô hình này bao gồm năng suất cao - cao hơn 25% so với máy sưởi cổ điển.
Hình ống
Bộ tạo nhiệt tĩnh không có phần tử quay. Quá trình làm nóng chúng xảy ra do sự chuyển động của nước qua các đường ống nhỏ dần theo chiều dài hoặc do lắp đặt vòi phun Laval. Việc cung cấp nước cho cơ quan làm việc được thực hiện bằng bơm thủy động, lực này tạo ra lực cơ học của chất lỏng trong không gian thu hẹp, và khi đi vào khoang rộng hơn sẽ sinh ra các xoáy nước.
Không giống như mô hình trước đó, thiết bị sưởi ấm dạng ống không gây ra nhiều tiếng ồn và không bị hao mòn nhanh chóng. Trong quá trình lắp đặt và vận hành, bạn không cần phải lo lắng về việc cân bằng chính xác, và nếu các bộ phận làm nóng bị phá hủy, việc thay thế và sửa chữa chúng sẽ rẻ hơn nhiều so với các mô hình quay. Nhược điểm của máy phát nhiệt dạng ống bao gồm hiệu suất thấp hơn đáng kể và kích thước cồng kềnh.
Siêu âm
Loại thiết bị này có một buồng cộng hưởng được điều chỉnh theo tần số dao động âm thanh cụ thể. Một tấm thạch anh được lắp đặt ở đầu vào của nó, tấm thạch anh này sẽ rung khi tín hiệu điện được áp dụng. Sự rung động của tấm tạo ra hiệu ứng gợn sóng bên trong chất lỏng, chạm tới thành của buồng cộng hưởng và bị phản xạ lại. Trong quá trình chuyển động trở lại, các sóng gặp nhau với các dao động về phía trước và tạo ra các lỗ hổng thủy động lực học.
Quả sung. 5: nguyên lý làm việc của bộ tạo nhiệt siêu âm
Hơn nữa, các bong bóng được đưa đi theo dòng nước dọc theo các đường ống dẫn vào hẹp của hệ thống lắp đặt nhiệt. Khi đi qua một khu vực rộng, các bong bóng xẹp xuống, giải phóng năng lượng nhiệt. Máy tạo lỗ siêu âm cũng có hiệu suất tốt vì chúng không có phần tử quay.
Cách điện máy phát điện
Sơ đồ đấu nối của bộ phát nhiệt với hệ thống sưởi.
Trước tiên, bạn cần phải làm một vỏ bọc cách nhiệt. Lấy một tấm tôn mạ kẽm hoặc nhôm mỏng cho việc này. Cắt hai hình chữ nhật ra khỏi nó nếu bạn muốn làm vỏ hai nửa. Hoặc một hình chữ nhật nhưng với kỳ vọng sau khi chế tạo, bộ tạo nhiệt xoáy của Potapov được lắp ráp bằng tay sẽ hoàn toàn vừa vặn với nó.
Tốt nhất là uốn tấm trên đường ống có đường kính lớn hoặc sử dụng một viên chéo. Đặt tấm giấy đã cắt lên đó và dùng tay ấn khối gỗ lên trên. Mặt khác, ấn vào tấm thiếc để tạo ra một đường uốn cong nhỏ dọc theo toàn bộ chiều dài. Di chuyển nhẹ phôi và lặp lại thao tác một lần nữa. Làm điều này cho đến khi bạn có một hình trụ.
- Kết nối nó với ổ khóa được sử dụng bởi thợ thiếc đường ống.
- Làm các nắp cho vỏ có lỗ để kết nối máy phát điện.
- Bọc vật liệu cách điện xung quanh thiết bị. Cố định lớp cách điện bằng dây hoặc dải kim loại tấm mỏng.
- Đặt thiết bị vào trong vỏ, đóng các nắp.
Có một cách khác để tăng sản lượng nhiệt: đối với điều này, bạn cần phải tìm ra cách hoạt động của máy tạo xoáy Potapov, hiệu suất của chúng có thể đạt 100% và cao hơn (không có sự nhất trí tại sao điều này xảy ra).
Trong quá trình nước đi qua vòi phun hoặc vòi phun, một dòng mạnh được tạo ra ở đầu ra, dòng chảy này chạm vào đầu đối diện của thiết bị. Nó xoắn, và sự nóng lên xảy ra do ma sát của các phân tử. Điều này có nghĩa là bằng cách đặt thêm một chướng ngại vật bên trong dòng chảy này, có thể làm tăng sự trộn lẫn của chất lỏng trong thiết bị.
Khi bạn biết cách hoạt động, bạn có thể bắt đầu thiết kế các cải tiến bổ sung. Nó sẽ là một van điều tiết xoáy làm bằng các tấm dọc nằm bên trong hai vòng có dạng bộ phận ổn định bom máy bay.
Sơ đồ máy phát nhiệt tĩnh.
Dụng cụ: máy hàn, máy mài góc.
Vật liệu: tấm kim loại hoặc sắt dẹt, ống có thành dày.
Tạo hai vòng rộng 4-5 cm từ một đường ống có đường kính nhỏ hơn bộ tạo nhiệt xoáy Potapov. Cắt các dải giống hệt nhau từ kim loại dải. Chiều dài của chúng phải bằng một phần tư chiều dài của thân máy phát nhiệt. Chọn chiều rộng để sau khi lắp ráp có một lỗ trống bên trong.
- Giữ chặt đĩa trong một miếng che. Treo nó ở một bên và bên kia của chiếc nhẫn. Hàn tấm với chúng.
- Lấy phôi ra khỏi kẹp và lật nó 180 độ. Đặt tấm vào bên trong các vòng và cố định trong kẹp sao cho các tấm nằm đối diện nhau. Cố định 6 tấm theo cách này với khoảng cách bằng nhau.
- Lắp ráp bộ tạo nhiệt xoáy bằng cách lắp thiết bị được mô tả đối diện với vòi phun.
Có thể, sản phẩm này có thể được cải thiện hơn nữa. Ví dụ, thay vì các tấm song song, hãy sử dụng dây thép bằng cách cuộn nó vào một quả cầu không khí. Hoặc tạo các lỗ có đường kính khác nhau trên các tấm. Không có gì được nói về cải tiến này, nhưng điều này không có nghĩa là nó không nên được thực hiện.
Sơ đồ thiết bị của súng nhiệt.
- Đảm bảo bảo vệ bộ tạo nhiệt xoáy của Potapov bằng cách sơn tất cả các bề mặt.
- Các bộ phận bên trong của nó trong quá trình hoạt động sẽ ở trong một môi trường rất hung dữ do quá trình xâm thực gây ra. Do đó, hãy cố gắng làm phần thân và mọi thứ trong đó từ chất liệu dày. Đừng tiết kiệm phần cứng.
- Tạo nhiều nắp khác nhau với các cửa hút khác nhau. Sau đó, sẽ dễ dàng hơn trong việc chọn đường kính của chúng để đạt được hiệu suất cao.
- Điều tương tự cũng áp dụng cho bộ giảm rung. Nó cũng có thể được sửa đổi.
Xây dựng một băng ghế phòng thí nghiệm nhỏ, nơi bạn sẽ chạy trong tất cả các đặc điểm. Để làm điều này, không kết nối người tiêu dùng, nhưng lặp lại đường ống dẫn đến máy phát điện. Điều này sẽ đơn giản hóa việc kiểm tra và lựa chọn các thông số cần thiết của nó. Vì khó có thể tìm thấy các thiết bị tinh vi để xác định hệ số hiệu quả tại nhà, thử nghiệm sau đây được đề xuất.
Bật bộ tạo nhiệt xoáy và lưu ý thời gian khi nó làm ấm nước đến một nhiệt độ nhất định. Tốt hơn hết bạn nên có nhiệt kế điện tử thì chính xác hơn. Sau đó, sửa đổi thiết kế và chạy lại thử nghiệm, quan sát sự gia tăng nhiệt độ. Nước càng nóng lên cùng lúc thì càng phải ưu tiên cho phiên bản cuối cùng của cải tiến đã được thiết lập trong thiết kế.
Bạn có nhận thấy rằng giá của thiết bị sưởi và cung cấp nước nóng đã tăng lên và không biết phải làm gì với nó? Giải pháp cho vấn đề tốn kém tài nguyên năng lượng là máy phát nhiệt xoáy. Tôi sẽ nói về cách bố trí máy phát nhiệt xoáy và nguyên lý hoạt động của nó là gì. Bạn cũng sẽ tìm hiểu xem liệu có thể tự tay mình lắp ráp một thiết bị như vậy hay không và cách thực hiện tại xưởng tại nhà.
Ứng dụng
Trong công nghiệp và trong cuộc sống hàng ngày, máy phát nhiệt cavitation đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực hoạt động khác nhau. Tùy thuộc vào các nhiệm vụ được đặt, chúng được sử dụng để:
- Sưởi - bên trong các thiết bị, năng lượng cơ học được biến đổi thành nhiệt năng, do đó chất lỏng được đốt nóng di chuyển qua hệ thống sưởi ấm. Cần lưu ý rằng máy phát nhiệt cavitation không chỉ có thể sưởi ấm các cơ sở công nghiệp mà còn cho toàn bộ các làng mạc.
- Làm nóng nước chảy - bộ tạo cavitation có khả năng làm nóng nhanh chất lỏng, do đó nó có thể dễ dàng thay thế cột khí hoặc cột điện.
- Trộn các chất lỏng - do sự hiếm trong các lớp với sự hình thành các hốc nhỏ, các tập hợp như vậy cho phép đạt được chất lượng thích hợp khi trộn các chất lỏng không kết hợp một cách tự nhiên do các mật độ khác nhau.
Mua hay thủ công?
Như bạn có thể thấy, giá cho máy phát nhiệt là vũ trụ. Không phải ai cũng có thể mua được một nguồn điện thay thế như vậy, vì vậy các nhà kinh tế đang cố gắng tạo ra nó bằng chính đôi tay của họ. Việc mua hoặc tự làm trực tiếp không chỉ phụ thuộc vào hạnh phúc của gia đình, mà còn phụ thuộc vào kỹ năng và khả năng của người đó. Nếu không có, tốt hơn là không nên mạo hiểm và không lãng phí thời gian, vì thiết kế của thiết bị có cấu trúc khá phức tạp.
Vì vậy, máy phát nhiệt cavitation là một nguồn thay thế tuyệt vời để sưởi ấm cho ngôi nhà. Tuy nhiên, chi phí cao khiến phần lớn dân số thế giới không thể tiếp cận được.
Bạn có thể lắp ráp nó bằng tay của chính mình, nhưng bước này chỉ hợp lý nếu bạn có một kỹ năng đặc biệt.
Ưu và nhược điểm
So với các bộ tạo nhiệt khác, bộ tạo cavitation có một số ưu điểm và nhược điểm.
Những lợi thế của các thiết bị này bao gồm:
- Cơ chế hiệu quả hơn nhiều để thu được năng lượng nhiệt;
- Tiêu thụ ít tài nguyên hơn đáng kể so với máy phát điện bằng nhiên liệu;
- Nó có thể được sử dụng để sưởi ấm cho cả người tiêu dùng công suất thấp và lớn;
- Hoàn toàn thân thiện với môi trường - không thải chất độc hại ra môi trường trong quá trình hoạt động.
Những nhược điểm của máy tạo nhiệt cavitation bao gồm:
- Kích thước tương đối lớn - các mô hình điện và nhiên liệu nhỏ hơn nhiều, điều này rất quan trọng khi được lắp đặt trong phòng đã vận hành;
- Độ ồn cao do hoạt động của máy bơm nước và bản thân bộ phận tạo bọt, gây khó khăn cho việc lắp đặt máy trong khuôn viên hộ gia đình;
- Tỷ lệ công suất và hiệu suất không hiệu quả đối với các phòng có diện tích hình vuông nhỏ (lên đến 60m2 sẽ có lợi hơn nếu sử dụng thiết bị chạy bằng khí đốt, nhiên liệu lỏng hoặc năng lượng điện tương đương có bộ phận sưởi ấm). \
Ưu điểm và nhược điểm
Giống như bất kỳ thiết bị nào khác, máy phát nhiệt kiểu cavitation có mặt tích cực và tiêu cực của nó.
Trong số những lợi thế các chỉ số sau có thể được phân biệt:
- khả dụng;
- tiết kiệm rất lớn;
- không quá nóng;
- Hiệu suất có xu hướng đạt 100% (rất khó để các loại máy phát điện khác đạt được các chỉ số này);
- tính sẵn có của thiết bị, giúp bạn có thể lắp ráp thiết bị không kém hơn so với thiết bị tại nhà máy.
Những điểm yếu của máy phát điện Potapov được xem xét:
- kích thước thể tích chiếm nhiều diện tích của khu vực sinh hoạt;
- Độ ồn của động cơ cao, khiến bạn khó ngủ và nghỉ ngơi.
Máy phát điện được sử dụng trong ngành công nghiệp chỉ khác với phiên bản gia đình về kích thước. Tuy nhiên, đôi khi công suất của thiết bị gia đình quá cao nên việc lắp đặt thiết bị trong căn hộ một phòng là vô nghĩa, nếu không, nhiệt độ tối thiểu trong quá trình vận hành của thiết bị hấp dẫn sẽ ít nhất là 35 ° C.
Video cho thấy một phiên bản thú vị của máy phát nhiệt xoáy cho nhiên liệu rắn
[su_youtube url = "https://www.youtube.com/embed/0tKOVk6eWuQ?feature=oembed"]
Tự làm CTG
Lựa chọn đơn giản nhất để thực hiện tại nhà là máy tạo lỗ thông dạng ống với một hoặc nhiều vòi phun để làm nóng nước. Do đó, chúng tôi sẽ phân tích một ví dụ về việc chỉ tạo ra một thiết bị như vậy, bạn sẽ cần:
- Máy bơm - để sưởi ấm, hãy nhớ chọn máy bơm nhiệt không sợ tiếp xúc thường xuyên với nhiệt độ cao. Nó phải cung cấp áp suất làm việc ở đầu ra 4 - 12 atm.
- 2 đồng hồ đo áp suất và tay áo để lắp đặt chúng - nằm ở cả hai bên của vòi phun để đo áp suất ở đầu vào và đầu ra của phần tử tạo khoang.
- Nhiệt kế để đo lượng gia nhiệt của chất làm mát trong hệ thống.
- Van để loại bỏ không khí thừa từ bộ tạo nhiệt cavitation.Được cài đặt ở điểm cao nhất của hệ thống.
- Vòi phun - phải có đường kính lỗ khoan từ 9 đến 16 mm, không nên làm ít hơn, vì hiện tượng xâm thực có thể xảy ra trong máy bơm, điều này sẽ làm giảm đáng kể tuổi thọ của nó. Hình dạng của vòi phun có thể là hình trụ, hình nón hoặc hình bầu dục, từ quan điểm thực tế, bất kỳ loại nào sẽ phù hợp với bạn.
- Ống và các phần tử kết nối (bộ tản nhiệt sưởi ấm khi không có chúng) được chọn phù hợp với nhiệm vụ đang làm, nhưng tùy chọn đơn giản nhất là ống nhựa để hàn.
- Tự động hóa việc bật / tắt bộ tạo nhiệt cavitation - theo quy luật, nó được gắn với chế độ nhiệt độ, được đặt để tắt ở khoảng 80 ° C và bật khi nó giảm xuống dưới 60 ° C. Nhưng bạn có thể tự chọn chế độ hoạt động của máy tạo nhiệt cavitation.
Quả sung. 6: sơ đồ của một máy phát nhiệt cavitation
Trước khi kết nối tất cả các yếu tố, bạn nên vẽ sơ đồ vị trí của chúng trên giấy, tường hoặc trên sàn nhà. Các vị trí phải được đặt cách xa các yếu tố dễ cháy hoặc sau đó phải được loại bỏ ở một khoảng cách an toàn với hệ thống sưởi ấm.
Thu thập tất cả các yếu tố, như bạn đã mô tả trong sơ đồ và kiểm tra độ chặt mà không cần bật máy phát điện. Sau đó chạy thử bộ tạo nhiệt cavitation ở chế độ vận hành, nhiệt độ bình thường của chất lỏng tăng lên 3 - 5 ° C trong một phút.
Nguyên tắc hoạt động
Máy phát điện hoạt động dựa trên nguyên lý tạo lỗ hổng, khi nước được đổ vào một khoang tuabin đặc biệt (cavitator), và máy bơm bắt đầu quay cavitator. Trong trường hợp này, các bong bóng nước hình thành bắt đầu xẹp xuống, tạo ra nhiệt bổ sung, làm nóng chất làm mát.
Về lý thuyết, Potapov đã bảo vệ một số công trình khoa học, nơi ông mô tả quá trình tạo ra năng lượng tái tạo. Trong thực tế, rất khó để chứng minh điều này, tuy nhiên, một bộ tạo nhiệt cavitation diễn ra trong số các phương pháp tạo nhiệt thay thế khác.
Các loại máy sưởi
Lò hơi gia nhiệt cavitation thuộc một trong những loại lò sưởi phổ biến. Những thứ được yêu cầu nhiều nhất:
- Các cài đặt quay, trong đó có thiết bị Griggs đáng được quan tâm đặc biệt. Bản chất của hoạt động của nó là dựa trên một máy bơm ly tâm quay. Thiết kế được mô tả bên ngoài giống như một chiếc đĩa có nhiều lỗ. Mỗi ngách như vậy được gọi là một tế bào Griggs, số lượng và các thông số chức năng của chúng phụ thuộc lẫn nhau với tốc độ của ổ đĩa, loại tổ máy phát điện được sử dụng. Chất lỏng làm việc được đốt nóng trong không gian giữa rôto và stato do chuyển động nhanh dọc theo bề mặt đĩa.
- Lò sưởi tĩnh. Các nồi hơi không có bất kỳ bộ phận chuyển động nào; sự xâm thực trong chúng được đảm bảo bởi các bộ phận Laval đặc biệt. Một máy bơm được lắp đặt trong hệ thống sưởi sẽ đặt áp suất nước cần thiết, áp suất này bắt đầu di chuyển nhanh chóng và nóng lên. Do các lỗ hẹp trong vòi phun, chất lỏng chuyển động với tốc độ nhanh. Do sự giãn nở nhanh chóng của nó, tạo ra lỗ hổng cần thiết cho quá trình sưởi ấm.
Việc lựa chọn lò sưởi này hay lò sưởi kia tùy thuộc vào nhu cầu của người sử dụng. Cần lưu ý rằng máy bay quay có hiệu quả hơn, hơn nữa, nó có kích thước nhỏ hơn.
Đặc thù của thiết bị tĩnh là không có các bộ phận quay, đây là yếu tố quyết định tuổi thọ hoạt động lâu dài của nó. Thời gian hoạt động không cần bảo dưỡng lên đến 5 năm. Nếu vòi phun bị hỏng, nó có thể dễ dàng thay thế, rẻ hơn nhiều so với việc mua một bộ phận làm việc mới để lắp đặt quay.
Sản xuất và phát triển cavitator
Sơ đồ thiết bị sinh nhiệt văn phòng phẩm.
Có rất nhiều thiết kế của máy hút tĩnh, nhưng trong hầu hết các trường hợp, chúng được làm dưới dạng vòi phun. Vòi phun thường được nhà thiết kế lấy làm cơ sở và sửa đổi. Thiết kế cổ điển được thể hiện trong hình (HÌNH 1).
Điều đầu tiên bạn cần chú ý là phần của kênh giữa bộ khuếch tán và bộ khuếch tán. Mặt cắt của nó không được thu hẹp quá nhiều, do đó cố gắng đảm bảo giảm áp suất tối đa. Khối lượng nước được bơm qua vòi sẽ quá nhỏ. Khi pha với nước lạnh, nó sẽ truyền nhiệt không đủ cho nó. Điều này có nghĩa là tổng khối lượng nước sẽ không thể nóng lên nhanh chóng. Ngoài ra, tiết diện nhỏ của kênh sẽ góp phần làm thoáng nước đi vào đầu vào của máy bơm làm việc. Do đó, máy bơm này sẽ hoạt động ồn ào và có thể xảy ra hiện tượng xâm thực trong chính thiết bị.
Hiệu suất tốt nhất có thể đạt được với đường kính ống dẫn từ 10-15 mm.
Hậu quả tai hại
Hư hỏng khoang (phần máy bơm)
Hư hỏng khoang chân vịt
Tính xâm thực hóa học của khí trong bong bóng, hơn nữa, có nhiệt độ cao, gây ra xói mòn các vật liệu mà chất lỏng tiếp xúc, trong đó tạo ra sự xâm thực. Sự xói mòn này là một trong những yếu tố gây tác hại của quá trình xâm thực. Yếu tố thứ hai là do áp suất quá lớn phát sinh từ sự sụp đổ của các bong bóng và ảnh hưởng đến bề mặt của các vật liệu này.
Xói mòn kim loại gây phá hủy chân vịt tàu, cơ quan làm việc của máy bơm, tuabin thủy lực, v.v., xâm thực cũng gây ra tiếng ồn, độ rung và làm giảm hiệu suất của các tổ máy thủy lực.
Sự sụp đổ của bong bóng cavitation dẫn đến thực tế là năng lượng của chất lỏng xung quanh được tập trung trong thể tích rất nhỏ. Do đó, các điểm nóng được hình thành và các sóng xung kích được tạo ra, là nguồn gây ra tiếng ồn và dẫn đến xói mòn kim loại. Tiếng ồn khoang lái là một vấn đề đặc biệt trên tàu ngầm, vì nó làm giảm khả năng tàng hình. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng ngay cả những chất trơ về mặt hóa học với oxy (vàng, thủy tinh, v.v.) cũng tiếp xúc với tác hại, sự phá hủy của quá trình xâm thực, mặc dù chậm hơn nhiều. Điều này chứng tỏ ngoài yếu tố tính xâm thực hóa học của các chất khí trong bong bóng thì yếu tố độ vọt áp suất phát sinh do sự xẹp của bong bóng cũng rất quan trọng. Khe hở dẫn đến mài mòn cao trên các bộ phận làm việc và có thể làm giảm đáng kể tuổi thọ của trục vít và máy bơm. Trong đo lường, khi sử dụng thiết bị đo lưu lượng siêu âm, bong bóng cavitation điều biến sóng trong một phổ rộng, bao gồm cả ở các tần số do thiết bị đo lưu lượng phát ra, dẫn đến biến dạng số đọc của nó.
Các tính năng thiết kế
Mặc dù thiết bị đơn giản nhưng có những tính năng phải được tính đến khi lắp ráp:
- đường ống đầu vào được nối với máy bơm bằng một mặt bích.
Máy bơm tăng áp lực nước trong căn hộ sẽ có nhiệm vụ cung cấp chất lỏng với áp suất cần thiết; - tốc độ và áp suất cần thiết đạt được bằng các ống có đường kính nhất định.
Nước bắt đầu di chuyển nhanh chóng đến trung tâm của bể làm việc, nơi các dòng chảy được trộn lẫn; - kiểm soát tốc độ được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị đặc biệt được lắp đặt trên cả hai vòi phun của buồng;
- nước, qua van an toàn di chuyển đến đầu ra, qua đó nó trở lại điểm xuất phát.
Chuyển động không đổi tạo ra sự đốt nóng của nước, nhiệt năng được chuyển hóa thành cơ năng.
Tính toán nhiệt được thực hiện theo các công thức sau:
Epot = - 2 * Ekin, ở đâu
Ekin = mV2 / 2 - giá trị động năng thay đổi được.
Việc tự lắp ráp máy tạo cavitation sẽ không chỉ tiết kiệm nhiên liệu mà còn tiết kiệm chi phí mua các mô hình nối tiếp.
Việc sản xuất các máy phát nhiệt như vậy đã được thành lập ở Nga và nước ngoài.
Các thiết bị này có nhiều ưu điểm, nhưng nhược điểm chính - chi phí - đã phủ nhận chúng. Giá trung bình cho một mô hình hộ gia đình là khoảng 50-55 nghìn rúp.
Sau khi tự mình lắp ráp một bộ tạo nhiệt cavitation, chúng tôi sẽ có được một thiết bị có hiệu suất cao.
Để thiết bị hoạt động chính xác, cần phải bảo vệ các bộ phận kim loại bằng cách sơn. Tốt hơn là làm cho các bộ phận tiếp xúc với chất lỏng có thành dày, điều này sẽ làm tăng tuổi thọ.
Trong video được đề xuất, hãy xem một ví dụ rõ ràng về hoạt động của máy tạo nhiệt cavitation tại nhà.
Đăng ký cập nhật qua E-Mail:
Máy tạo nhiệt tạo khoang tĩnh
Loại máy phát nhiệt này chỉ được gọi chung là tĩnh. Điều này là do không có các bộ phận quay trong cấu trúc xoáy cavitator. Để tạo ra quá trình xâm thực, nhiều loại đầu phun được sử dụng.
Để xảy ra hiện tượng xâm thực, cần phải cung cấp tốc độ chuyển động cao trong bể hút chất lỏng. Đối với điều này, một máy bơm ly tâm thông thường nên được sử dụng. Máy bơm sẽ tạo áp suất chất lỏng ở phía trước vòi phun. Nó sẽ lao vào lỗ đầu phun có tiết diện nhỏ hơn nhiều so với đường ống cấp. Điều này cung cấp một vận tốc cao ở lối ra từ vòi phun. Với sự trợ giúp của sự giãn nở mạnh của chất lỏng, hiện tượng xâm thực xảy ra. Điều này cũng sẽ được tạo điều kiện thuận lợi do ma sát của chất lỏng với bề mặt kênh và sự nhiễu loạn của nước, xảy ra trong trường hợp tia phun thẳng hàng từ vòi phun. Nước nóng lên vì những lý do tương tự như trong thiết kế xoáy quay, nhưng với hiệu suất thấp hơn một chút.
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy phát nhiệt tĩnh.
Thiết bị của máy phát nhiệt tĩnh không cần độ chính xác cao trong chế tạo các bộ phận. Trong quá trình sản xuất các bộ phận này, việc gia công được giảm thiểu so với thiết kế quay. Do không có các bộ phận quay, vấn đề về các bộ phận làm kín và cụm giao phối có thể dễ dàng giải quyết. Sự cân bằng cũng không cần thiết ở đây. Tuổi thọ của cavitator dài hơn nhiều. Ngay cả trong trường hợp cạn kiệt tài nguyên của vòi phun, việc sản xuất và thay thế nó sẽ đòi hỏi chi phí vật liệu thấp hơn nhiều. Trong trường hợp này, bộ tạo nhiệt cavitation quay sẽ cần được sản xuất mới.
Nhược điểm của thiết bị tĩnh là chi phí của máy bơm. Tuy nhiên, chi phí chế tạo bộ tạo nhiệt của thiết bị này trên thực tế không khác với cấu trúc xoáy quay. Nếu chúng ta thu hồi tài nguyên của cả hai lần lắp đặt, nhược điểm này sẽ chuyển thành một lợi thế, vì trong trường hợp thay thế cavitator, không cần thiết phải thay đổi máy bơm.
Do đó, thật hợp lý khi nghĩ về cách chế tạo một máy phát nhiệt xoáy tĩnh.
Sản xuất máy phát nhiệt xoáy Potapov
Nhiều thiết bị khác đã được phát triển hoạt động trên các nguyên tắc hoàn toàn khác nhau. Ví dụ, máy phát nhiệt xoáy của Potapov, được làm bằng tay. Chúng được gọi là tĩnh theo quy ước. Điều này là do thiết bị thủy lực không có bộ phận quay trong cấu trúc. Theo quy luật, máy phát nhiệt xoáy nhận nhiệt bằng cách sử dụng một máy bơm và một động cơ điện.
Bước quan trọng nhất trong quá trình tạo ra một nguồn nhiệt như vậy bằng tay của chính bạn sẽ là sự lựa chọn của động cơ. Nó nên được chọn tùy thuộc vào điện áp. Có rất nhiều hình vẽ và sơ đồ của máy phát nhiệt xoáy tự làm, trong đó trình bày các phương pháp kết nối động cơ điện có điện áp 380 volt với mạng 220 volt.
Lắp ráp khung và lắp đặt động cơ
Việc tự lắp đặt nguồn nhiệt Potapov bắt đầu bằng việc lắp động cơ điện. Gắn nó vào giường trước. Sau đó dùng máy mài góc để làm các góc. Cắt chúng từ một hình vuông phù hợp.Sau khi tạo 2-3 hình vuông, gắn chặt chúng vào xà ngang. Sau đó dùng máy hàn để lắp ráp cấu trúc hình chữ nhật.
Nếu bạn không có máy hàn trong tay, bạn không cần phải cắt hình vuông. Chỉ cần cắt bỏ các hình tam giác ở những vị trí của nếp đã định. Sau đó uốn cong các hình vuông bằng cách sử dụng vise. Sử dụng bu lông, đinh tán và đai ốc để cố định.
Sau khi lắp ráp, bạn có thể sơn khung và khoan lỗ trên khung để lắp động cơ.
Lắp đặt máy bơm
Yếu tố quan trọng tiếp theo của quá trình xây dựng thủy điện xoáy của chúng tôi sẽ là máy bơm. Ngày nay, tại các cửa hàng chuyên dụng, bạn có thể dễ dàng mua một bộ nguồn bất kỳ. Khi chọn nó, hãy chú ý đến 2 điều:
- Nó phải được ly tâm.
- Chọn một thiết bị sẽ hoạt động tối ưu với động cơ điện của bạn.
Sau khi bạn đã mua máy bơm, hãy gắn nó vào khung. Nếu không có đủ xà ngang, hãy thực hiện thêm 2-3 góc. Ngoài ra, nó sẽ là cần thiết để tìm một khớp nối. Nó có thể được bật trên máy tiện hoặc mua từ bất kỳ cửa hàng phần cứng nào.
Máy tạo nhiệt tạo nhiệt tạo khoang xoáy Potapov trên gỗ, được làm bằng tay, bao gồm một phần thân, được làm dưới dạng một hình trụ. Điều đáng chú ý là thông qua các lỗ và đầu phun phải có mặt ở các đầu của nó, nếu không bạn sẽ không thể gắn kết cấu thủy lực vào hệ thống sưởi một cách chính xác.
Chèn máy bay phản lực ngay sau đầu vào. Anh ta được chọn riêng lẻ. Tuy nhiên, hãy nhớ rằng lỗ của nó phải nhỏ hơn 8 - 10 lần đường kính ống. Nếu lỗ quá nhỏ, máy bơm sẽ quá nóng và không thể lưu thông nước đúng cách.
Ngoài ra, do quá trình hóa hơi, bộ tạo nhiệt tạo lỗ hổng xoáy của Potapov trên gỗ sẽ rất dễ bị mài mòn do thủy lực.
Làm thế nào để tạo ra một đường ống
Quá trình tạo ra phần tử nguồn nhiệt Potapov này trên gỗ sẽ diễn ra trong một số giai đoạn:
- Đầu tiên, dùng máy mài để cắt một đoạn ống có đường kính 100 mm. Chiều dài của phôi ít nhất phải từ 600-650 mm.
- Sau đó tạo một rãnh bên ngoài trong phôi và cắt ren.
- Sau đó làm hai vòng dài 60 mm. cỡ của các vòng phải tương ứng với đường kính của ống.
- Sau đó cắt các sợi chỉ cho các nửa vòng.
- Công đoạn tiếp theo là sản xuất nắp đậy. Chúng phải được hàn từ mặt của các vòng ở nơi không có ren.
- Tiếp theo, khoan một lỗ chính giữa trên các tấm bìa.
- Sau đó sử dụng một mũi khoan lớn để vát mép trong của tấm bìa.
Sau khi thực hiện xong các thao tác, máy phát nhiệt tạo nhiệt bằng củi đốt phải được kết nối với hệ thống. Đưa một ống nhánh có vòi phun vào lỗ bơm từ nơi cấp nước. Kết nối ống nối khác với hệ thống sưởi. Kết nối đầu ra từ hệ thống thủy lực với máy bơm.
Nếu bạn muốn điều chỉnh nhiệt độ của chất lỏng, hãy lắp một cơ cấu bi ngay phía sau vòi phun.
Với sự trợ giúp của nó, bộ tạo nhiệt Potapov trên gỗ sẽ chạy nước xuyên suốt thiết bị lâu hơn nữa.
Có thể tăng hiệu suất của nguồn nhiệt Potapov không
Trong thiết bị này, cũng như trong bất kỳ hệ thống thủy lực nào, sự mất nhiệt xảy ra. Do đó, nên bao quanh máy bơm bằng áo nước. Để làm điều này, hãy làm một nhà ở cách nhiệt. Đặt thước đo bên ngoài của một thiết bị bảo vệ lớn hơn đường kính máy bơm của bạn.
Một ống 120 mm làm sẵn có thể được sử dụng làm trống để cách nhiệt. Nếu bạn không có cơ hội như vậy, bạn có thể tạo một song song bằng tay của chính mình bằng cách sử dụng thép tấm. Kích thước của hình phải sao cho toàn bộ cấu trúc của máy phát điện có thể dễ dàng lắp vào nó.
Phôi gia công chỉ được làm bằng vật liệu chất lượng để có thể chịu được áp suất cao trong hệ thống mà không gặp sự cố.
Để giảm hơn nữa sự mất nhiệt xung quanh vỏ, hãy làm lớp cách nhiệt, sau này có thể được bọc bằng vỏ kim loại tấm.
Bất kỳ vật liệu nào có thể chịu được nhiệt độ sôi của nước đều có thể được sử dụng làm chất cách điện.
Việc sản xuất chất cách nhiệt sẽ diễn ra theo nhiều giai đoạn:
- Đầu tiên, hãy lắp ráp thiết bị, thiết bị này sẽ bao gồm một máy bơm, một ống nối, một bộ tạo nhiệt.
- Sau đó, chọn kích thước tối ưu của thiết bị cách nhiệt và tìm một đường ống có kích thước phù hợp.
- Sau đó, thực hiện các tấm bìa ở cả hai mặt.
- Sau đó, buộc chặt các cơ cấu bên trong của hệ thống thủy lực.
- Cuối cùng, tạo một đầu vào và cố định (hàn hoặc vặn) một đường ống vào đó.
Sau khi thực hiện xong các thao tác, hàn mặt bích vào đầu ống thủy lực. Nếu bạn gặp khó khăn với việc gắn các cơ chế bên trong, bạn có thể làm khung.
Đảm bảo kiểm tra độ kín của các cụm máy phát nhiệt và hệ thống thủy lực của bạn xem có rò rỉ không. Cuối cùng, hãy nhớ điều chỉnh nhiệt độ bằng một quả bóng.
chông Đông
Trước hết, làm một vỏ bọc cách nhiệt. Để làm điều này, hãy lấy một tấm mạ kẽm hoặc một tấm nhôm mỏng. Cắt hai hình chữ nhật. Hãy nhớ rằng cần phải uốn tấm trên trục gá có đường kính lớn hơn. Bạn cũng có thể uốn cong vật liệu trên xà ngang.
Đầu tiên, đặt tờ giấy bạn đã cắt ra và dùng một miếng gỗ đè lên trên. Mặt khác, ấn vào tờ giấy để tạo ra một đường uốn cong nhẹ dọc theo toàn bộ chiều dài. Sau đó, di chuyển phôi của bạn sang một bên một chút và tiếp tục uốn nó cho đến khi bạn có được một hình trụ rỗng.
Sau đó làm nắp cho vỏ máy. Nên bọc toàn bộ kết cấu cách nhiệt bằng vật liệu chịu nhiệt đặc biệt (bông thủy tinh, v.v.), sau đó phải được cố định bằng dây.
