Teemme ilmaisia ​​energiageneraattoreita omin käsin. Valmistusohjeet ja kaaviot

Laite ja toimintaperiaate

Kavitaatiolämmönkehittimen toimintaperiaate koostuu lämmitysvaikutuksesta, joka johtuu mekaanisen energian muuttumisesta lämmöksi. Katsotaan nyt tarkemmin itse kavitaatioilmiötä. Kun nesteeseen syntyy liiallista painetta, syntyy pyörteitä johtuen siitä, että nesteen paine on suurempi kuin siinä olevan kaasun paine, kaasumolekyylit vapautuvat erillisiksi sulkeumiksi - kuplien romahtamiseksi. Paine-eron vuoksi vesi pyrkii puristamaan kaasukuplaa, joka kerää pinnalleen suuren määrän energiaa, ja sisälämpötila saavuttaa noin 1000 - 1200 ° C.

Kun kavitaatioontelot kulkevat normaalipaineen alueelle, kuplat tuhoutuvat ja niiden tuhoutumisesta vapautuva energia vapautuu ympäröivään tilaan. Tämän vuoksi lämpöenergia vapautuu ja neste lämmitetään pyörrevirtauksesta. Lämmönkehittimien toiminta perustuu tähän periaatteeseen, ja harkitse sitten kavitaatiolämmittimen yksinkertaisimman version toimintaperiaatetta.

Yksinkertaisin malli

Kuva. 1: Kavitaatiolämpögeneraattorin toimintaperiaate
Katso kuvaa 1, tässä on esitetty yksinkertaisimman kavitaatiolämpögeneraattorin laite, joka koostuu veden pumppaamisesta pumpulla putkilinjan kapenemiskohtaan. Kun vesivirta saavuttaa suuttimen, nesteen paine kasvaa merkittävästi ja kavitaatiokuplien muodostuminen alkaa. Suuttimen ulostulossa kuplat vapauttavat lämpötehon, ja paine suuttimen läpi kulkiessa vähenee merkittävästi. Käytännössä useita suuttimia tai putkia voidaan asentaa tehokkuuden lisäämiseksi.

Potapovin ihanteellinen lämmöntuottaja

Potapov-lämpögeneraattoria, jonka pyörivä levy (1) on asennettu kiinteää (6) vastapäätä, pidetään ihanteellisena asennusvaihtoehtona. Kylmää vettä syötetään kavitaatiokammion (3) pohjassa (4) sijaitsevasta putkesta, ja poistoaukko on jo lämmitetty saman kammion yläosasta (5). Esimerkki tällaisesta laitteesta on esitetty alla olevassa kuvassa 2:

Kuva. 2: Potapovin kavitaatiolämpögeneraattori

Mutta laite ei saanut laajaa jakelua, koska sen toiminnalle ei ollut käytännön perusteluja.

Mikä on työn ydin

Kavitaatio tarkoittaa muodostumisprosessia vesipatsaassa olevat höyrykuplatTätä helpottaa vedenpaineen hidas lasku suurilla virtausnopeuksilla. Onteloiden tai höyryllä täytettyjen onteloiden muodostuminen voi johtua myös akustisen aallon kulkeutumisesta tai laserpulssin säteilystä. Suljetut ilmatilat tai kavitaatiot tyhjät tilat siirretään vedellä korkeapainealueelle, jossa ne romahtavat iskuaallon vaikutuksesta. Kavitaatioilmiötä ei voi esiintyä ilman määriteltyjä olosuhteita.

Kavitaatioilmiön fyysinen prosessi muistuttaa nesteen kiehumista, mutta kiehumisen aikana kuplissa olevan veden ja höyryn paine on keskiarvoinen ja sama. Kavitaation aikana nesteen paine on keskimääräistä korkeampi ja höyrynpaineen yläpuolella. Saman paineen alentaminen on luonteeltaan paikallista.

Kun tarvittavat olosuhteet luodaan, vesipatsaassa aina läsnä olevat kaasumolekyylit alkavat paeta muodostuneisiin kupliin. Tämä ilmiö on voimakas, koska ontelon sisällä olevan kaasun lämpötila saavuttaa jopa 1200 ° C kuplien jatkuvan laajenemisen ja supistumisen vuoksi.Kavitaatioonteloissa oleva kaasu sisältää suuremman määrän happimolekyylejä, ja vuorovaikutuksessa kehon inerttien materiaalien ja lämmönkehittimen muiden osien kanssa johtaa niiden nopeaan korroosioon ja tuhoutumiseen.

Tutkimukset osoittavat, että jopa tälle kaasulle inertit materiaalit - kulta ja hopea - altistuvat aggressiiviselle hapelle. Lisäksi ilmataskujen romahtamisilmiö aiheuttaa riittävän määrän melua, mikä on ei-toivottu ongelma.

Monet harrastajat ovat tehneet kavitaatioprosessista hyödyllisen lämmityslämmönkehittimien luomiseen omakotitaloon. Järjestelmän ydin on suljettu suljettuun koteloon, jossa vesisuihku liikkuu kavitaatiolaitteen läpi; paineen saamiseksi käytetään tavallista pumppua. Venäjällä lämmityslaitteiston ensimmäisestä keksinnöstä myönsi patentin vuonna 2013... Kuplan repeämisprosessi tapahtuu vuorottelevan sähkökentän vaikutuksesta. Tässä tapauksessa höyryontelot ovat kooltaan pieniä eivätkä ole vuorovaikutuksessa elektrodien kanssa. Ne siirtyvät nesteen paksuuteen, ja vesivirtauksen rungossa on aukko, jossa vapautuu ylimääräistä energiaa.

Näkymät

Kavitaatiolämpögeneraattorin päätehtävä on kaasun sulkeumien muodostuminen, ja lämmityksen laatu riippuu niiden määrästä ja intensiteetistä. Nykyaikaisessa teollisuudessa on olemassa useita erilaisia ​​tällaisia ​​lämmönkehittimiä, jotka eroavat toisistaan ​​kuplien muodostumisen periaatteessa nesteessä. Yleisimpiä ovat kolme tyyppiä:

• Pyörivät lämpögeneraattorit - työelementti pyörii sähkökäytön takia ja tuottaa nestepyörreitä;
• Putkimainen - muuta paine johtuen putkijärjestelmästä, jonka läpi vesi liikkuu;
• Ultraääni - nesteen epähomogeenisuus tällaisissa lämmönkehittimissä syntyy matalataajuisten äänivärähtelyjen vuoksi.

Edellä mainittujen tyyppien lisäksi on laserkavitaatio, mutta tämä menetelmä ei ole vielä löytänyt teollista toteutusta. Tarkastellaan nyt kutakin tyyppiä tarkemmin.

Pyörivä lämmönkehitin

Se koostuu sähkömoottorista, jonka akseli on kytketty pyörivään mekanismiin, joka on suunniteltu luomaan turbulenssia nesteessä. Roottorirakenteen piirre on suljettu staattori, jossa lämmitys tapahtuu. Staattorin sisällä on sylinterimäinen ontelo - pyörrekammio, jossa roottori pyörii. Kavitaatiolämpögeneraattorin roottori on sylinteri, jossa on joukko uria; kun sylinteri pyörii staattorin sisällä, nämä urat luovat epäyhtenäisyyttä vedessä ja aiheuttavat kavitaatioprosesseja.

Kuva. 3: pyörivän generaattorin suunnittelu

Depressioiden lukumäärä ja niiden geometriset parametrit määritetään pyörrekuumegeneraattorin mallista riippuen. Optimaalisten lämmitysparametrien saavuttamiseksi roottorin ja staattorin välinen etäisyys on noin 1,5 mm. Tämä muotoilu ei ole ainoa laatuaan; pitkään modernisointien ja parannusten historiaan pyörivän tyyppiseen työelementtiin on tehty paljon muutoksia.

Yksi ensimmäisistä tehokkaista kavitaatioantureiden malleista oli Griggs-generaattori, joka käytti levyroottoria, jonka pinnalla oli sokeita reikiä. Yksi levykavitaatiolämpögeneraattoreiden moderneista analogeista on esitetty alla olevassa kuvassa 4:

Kuva. 4: levylämmönkehitin

Suunnittelun yksinkertaisuudesta huolimatta pyöriviä yksiköitä on melko vaikea käyttää, koska ne edellyttävät tarkkaa kalibrointia, luotettavia tiivisteitä ja geometristen parametrien noudattamista käytön aikana, mikä vaikeuttaa niiden käyttöä. Tällaisille kavitaatiolämpögeneraattoreille on ominaista melko alhainen käyttöikä - 2 - 4 vuotta rungon ja osien kavitaation eroosion vuoksi. Lisäksi ne aiheuttavat melko suuren melukuormituksen pyörivän elementin käytön aikana.Tämän mallin etuna on korkea tuottavuus - 25% korkeampi kuin perinteisillä lämmittimillä.

Putkimainen

Staattisessa lämmönkehittimessä ei ole pyöriviä elementtejä. Lämmitysprosessi niissä tapahtuu veden liikkumisesta pitkin kapenevien putkien läpi tai Laval-suuttimien asennuksesta. Veden syöttö työkappaleeseen tapahtuu hydrodynaamisella pumpulla, joka luo nesteen mekaanisen voiman kapenevaan tilaan, ja kun se kulkee laajempaan onteloon, syntyy kavitaatiokierroksia.

Toisin kuin edellinen malli, putkimainen lämmityslaite ei aiheuta paljon melua eikä kulu niin nopeasti. Asennuksen ja käytön aikana sinun ei tarvitse huolehtia tarkasta tasapainotuksesta, ja jos lämmityselementit tuhoutuvat, niiden vaihto ja korjaus ovat paljon halvempia kuin pyörivillä malleilla. Putkimaisten lämmönkehittimien haittoja ovat huomattavasti heikompi suorituskyky ja suuret mitat.

Ultraääni

Tämän tyyppisessä laitteessa on resonaattorikammio, joka on viritetty tietylle äänen värähtelytaajuudelle. Sen sisääntuloon on asennettu kvartsilevy, joka värisee, kun sähköisiä signaaleja syötetään. Levyn tärinä aiheuttaa nesteen sisällä aaltoileva vaikutus, joka saavuttaa resonaattorikammion seinät ja heijastuu. Paluuliikkeen aikana aallot kohtaavat eteenpäin tärinää ja luovat hydrodynaamisen kavitaation.

Kuva. 5: ultraäänilämmönkehittimen toimintaperiaate

Lisäksi vesivirta kuljettaa kuplat lämpölaitteiston kapeita tuloputkia pitkin. Kun ne kulkevat laajalle alueelle, kuplat romahtavat vapauttaen lämpöenergiaa. Ultraäänikavitaatiogeneraattoreilla on myös hyvä suorituskyky, koska niissä ei ole pyöriviä elementtejä.

Generaattorin eristys

Lämmönkehittimen kytkentäkaavio lämmitysjärjestelmään.

Ensin sinun on tehtävä eristyskuori. Ota tähän sinkitty levy tai ohut alumiini. Leikkaa siitä kaksi suorakulmiota, jos teet kotelon kahdesta puoliskosta. Tai yksi suorakulmio, mutta odottaen, että valmistuksen jälkeen Potapovin käsin koottu pyörrelämpögeneraattori mahtuu täysin siihen.

Levyä on parasta taivuttaa halkaisijaltaan suurelle putkelle tai käyttää poikkipalkkia. Aseta leikattu arkki sen päälle ja paina puupalaa kädelläsi päälle. Paina toisella kädellä tinalevyä siten, että muodostuu pieni mutka koko pituudelta. Liikuta työkappaletta hieman ja toista toimenpide uudelleen. Tee tämä, kunnes sinulla on sylinteri.

1. Yhdistä se lukkoon, jota putkipeltisepät käyttävät.
2. Tee kotelon kannet, joissa on reiät generaattorin liittämistä varten.
3. Kääri eristemateriaali laitteen ympärille. Kiinnitä eristys langalla tai ohuilla metallilevyillä.
4. Aseta laite koteloon, sulje kannet.

Lämmöntuotantoa on olemassa toinen tapa: Tätä varten sinun on selvitettävä, miten Potapov-pyörregeneraattori toimii, jonka hyötysuhde voi olla 100% tai suurempi (ei ole yksimielisyyttä miksi näin tapahtuu).

Veden kulkiessa suuttimen tai suihkun läpi ulostuloon syntyy voimakas virta, joka osuu laitteen vastakkaiseen päähän. Se kiertyy ja lämmitys tapahtuu molekyylien kitkan vuoksi. Tämä tarkoittaa, että asettamalla ylimääräinen este tämän virtauksen sisään on mahdollista lisätä nesteen sekoittumista laitteessa.

Kun tiedät, miten se toimii, voit alkaa suunnitella lisäparannuksia. Se on pyörrepelti, joka on valmistettu pitkittäisistä levyistä, jotka sijaitsevat kahden renkaan sisällä lentokoneen pommin stabilointiaineen muodossa.

Kiinteän lämmönkehittimen kaavio.

Työkalut: hitsauskone, kulmahiomakone.

Materiaalit: pelti tai tasorauta, paksuseinämäinen putki.

Tee kaksi 4-5 cm leveää rengasta putkesta, jonka halkaisija on pienempi kuin Potapov-pyörre-lämpögeneraattori, ja leikkaa identtiset nauhat metalliliuskasta. Niiden pituuden tulisi olla yhtä suuri kuin neljäsosa itse lämmönkehittimen rungon pituudesta. Valitse leveys siten, että asennuksen jälkeen sisällä on vapaa reikä.

1. Kiinnitä levy ruuvipenkkiin. Ripusta se renkaan toiselle puolelle. Hitsaa levy heille.
2. Poista työkappale pidikkeestä ja käännä se 180 astetta. Aseta levy renkaiden sisään ja kiinnitä pidikkeeseen siten, että levyt ovat vastakkain. Kiinnitä 6 levyä tällä tavalla tasaisella etäisyydellä.
3. Kokoa pyörre-lämpögeneraattori asettamalla kuvattu laite suutinta vastapäätä.

Tätä tuotetta voidaan todennäköisesti parantaa edelleen. Esimerkiksi yhdensuuntaisten levyjen sijaan käytä teräslangaa kiertämällä se ilmapalloksi. Tai tee levyille halkaisijaltaan eri reikiä. Tästä parannuksesta ei sanota mitään, mutta se ei tarkoita, että sitä ei pitäisi tehdä.

Kaavio lämpöpistoolin laitteesta.

1. Suojaa Potapovin pyörre-lämpögeneraattori maalaamalla kaikki pinnat.
2. Sen sisäosat ovat käytön aikana erittäin aggressiivisessa ympäristössä, jonka kavitaatioprosessit aiheuttavat. Siksi yritä tehdä keho ja kaikki siinä olevasta paksusta materiaalista. Älä säästele laitteistoa.
3. Tee useita erilaisia ​​korkkeja eri sisääntuloilla. Sitten on helpompaa valita niiden halkaisija korkean suorituskyvyn saavuttamiseksi.
4. Sama koskee tärinänvaimentinta. Sitä voidaan myös muokata.

Rakenna pieni laboratoriopenkki, jossa juokset kaikissa ominaisuuksissa. Älä tee tätä varten kuluttajia, vaan kytke putkisto generaattoriin. Tämä yksinkertaistaa sen testausta ja tarvittavien parametrien valintaa. Koska tuskin on mahdollista löytää kehittyneitä laitteita hyötysuhteen määrittämiseksi kotona, ehdotetaan seuraavaa testiä.

Kytke pyörrevirtausgeneraattori päälle ja huomioi aika, jolloin se lämmittää veden tiettyyn lämpötilaan. On parempi olla elektroninen lämpömittari, se on tarkempi. Muokkaa sitten rakennetta ja suorita koe uudelleen tarkkailemalla lämpötilan nousua. Mitä enemmän vesi lämpenee samaan aikaan, sitä enemmän etusija on annettava lopulliselle versiolle todetusta parannuksesta suunnittelussa.

Oletko huomannut, että lämmityksen ja käyttöveden tarjonta on noussut etkä tiedä mitä tehdä asialle? Ratkaisu kalliiden energialähteiden ongelmaan on pyörre-lämpögeneraattori. Puhun siitä, miten pyörrekuumegeneraattori on järjestetty ja mikä on sen toiminnan periaate. Opit myös, onko mahdollista koota tällainen laite omin käsin ja miten se tehdään kotipajalla.

Sovellus

Kavitaatiolämmönkehittimet ovat löytäneet teollisuudessa ja jokapäiväisessä elämässä monenlaisia ​​toiminta-alueita. Asetetuista tehtävistä riippuen niitä käytetään:

• Lämmitys - laitosten sisällä mekaaninen energia muuttuu lämpöenergiaksi, minkä vuoksi lämmitetty neste liikkuu lämmitysjärjestelmän läpi. On huomattava, että kavitaatiolämmöntuottajat voivat lämmittää paitsi teollisuuslaitoksia myös kokonaisia ​​kyliä.
• Lämmitä juoksevaa vettä - kavitaatioyksikkö pystyy nopeasti lämmittämään nesteen, minkä ansiosta se voi helposti korvata kaasu- tai sähköpylvään.
• Nestemäisten aineiden sekoittaminen - kerrosten harvinaisuuden ja pienten onteloiden muodostumisen vuoksi tällaiset aggregaatit mahdollistavat sellaisten nesteiden sekoittumisen asianmukaisen laadun, jotka eivät luonnollisesti yhdisty eri tiheyksien vuoksi.

Osta tai käsityö?

Kuten näette, lämmönkehittimien hinnat ovat kosmisia. Kaikilla ei ole varaa tällaiseen vaihtoehtoiseen virtalähteeseen, joten ekonomistit yrittävät tehdä sen omin käsin. Itse ostaminen tai tekeminen ei riipu pelkästään perheen hyvinvoinnista, vaan myös henkilön taidoista ja kyvyistä. Jos sellaisia ​​ei ole, on parempi olla vaarantamatta ja tuhlaamatta aikaa, koska laitteen suunnittelulla on melko monimutkainen rakenne.

Kavitaatiolämmönkehitin on siis erinomainen vaihtoehtoinen kodin lämmityslähde. Kuitenkin sen korkeat kustannukset tekevät siitä pääsyn suurimmalle osalle maailman väestöstä.
Voit koota sen omin käsin, mutta tämä vaihe on perusteltu vain, jos sinulla on erityinen taito.

Hyvät ja huonot puolet

Verrattuna muihin lämmönkehittimiin, kavitaatioyksiköillä on useita etuja ja haittoja.

Tällaisten laitteiden etuja ovat:

• Paljon tehokkaampi mekanismi lämpöenergian saamiseksi;
• Kuluttaa huomattavasti vähemmän resursseja kuin polttoainegeneraattorit;
• Sitä voidaan käyttää sekä pienitehoisten että suurten kuluttajien lämmitykseen;
• Täysin ympäristöystävällinen - ei aiheuta haitallisia aineita ympäristöön käytön aikana.

Kavitaatiolämmöntuottajien haittoja ovat:

• Suhteellisen suuret mitat - sähkö- ja polttoainemallit ovat paljon pienempiä, mikä on tärkeää asennettaessa jo käytössä olevaan huoneeseen;
• Vesipumpun ja itse kavitaatioelementin toiminnan aiheuttama korkea melu, mikä vaikeuttaa sen asentamista kotitalouksiin;
• Tehottoman tehon ja suorituskyvyn suhde huoneisiin, joissa on pieni neliöala (jopa 60 m2: iin asti on kannattavampaa käyttää yksikköä, joka toimii kaasulla, nestemäisellä polttoaineella tai vastaavalla sähköteholla lämmityselementin kanssa). \

Hyödyt ja haitat

Kuten mikä tahansa muu laite, kavitaatiotyyppinen lämmönkehitin on sen positiiviset ja negatiiviset puolet.

Yksi eduista seuraavat indikaattorit voidaan erottaa:

• saatavuus;
• valtavat säästöt;
• ei ylikuumene;
• Hyötysuhde on yleensä 100% (muun tyyppisille generaattoreille on äärimmäisen vaikeaa saavuttaa tällaisia ​​indikaattoreita);
• laitteiden saatavuus, mikä mahdollistaa laitteen kokoamisen huonommin kuin tehdas.

Potapov-generaattorin heikkouksia tarkastellaan:

• tilavuusmitat, jotka vievät suuren alueen asuinalueesta;
• korkea moottorin melutaso, mikä tekee nukkumisesta ja levosta äärimmäisen vaikeaa.

Teollisuudessa käytetty generaattori eroaa kotiversiosta vain kooltaan. Joskus kotiyksikön teho on kuitenkin niin suuri, että ei ole järkevää asentaa sitä yhden huoneen huoneistoon, muuten minimilämpötila kavitaattorin käytön aikana on vähintään 35 ° C.

Video näyttää mielenkiintoisen version pyörre-lämpögeneraattorista kiinteää polttoainetta varten

[su_youtube url = "https://www.youtube.com/embed/0tKOVk6eWuQ?feature=oembed"]

DIY CTG

Yksinkertaisin vaihtoehto kotona toteutettavaksi on putkimainen kavitaatiogeneraattori, jossa on yksi tai useampia suuttimia veden lämmittämiseen. Siksi analysoimme esimerkin juuri tällaisen laitteen valmistamisesta, jota varten tarvitset:

• Pumppu - lämmitykseen muista valita lämpöpumppu, joka ei pelkää jatkuvaa altistumista korkeille lämpötiloille. Sen on annettava käyttöpaine 4 - 12 atm: n ulostulossa.
• 2 painemittaria ja holkkia asennusta varten - sijoitettu suuttimen molemmille puolille paineen mittaamiseksi kavitaatioelementin tulo- ja poistoaukossa.
• Lämpömittari jäähdytysnesteen lämmitysmäärän mittaamiseen järjestelmässä.
• Venttiili ylimääräisen ilman poistamiseksi kavitaatiolämpögeneraattorista.Asennettu järjestelmän korkeimpaan kohtaan.
• Suutin - reiän halkaisijan on oltava 9-16 mm, sitä ei suositella tekemään vähemmän, koska kavitaatio voi tapahtua jo pumpussa, mikä vähentää merkittävästi sen käyttöikää. Suuttimen muoto voi olla lieriömäinen, kartiomainen tai soikea, käytännöllisestä näkökulmasta mikä tahansa sopii sinulle.
• Putket ja liitososat (lämpöpatterit niiden poissa ollessa) valitaan tehtävän mukaan, mutta yksinkertaisin vaihtoehto on muoviputket juottamiseen.
• Kavitaatiolämpögeneraattorin kytkemisen päälle / pois päältä -automaatio - yleensä se on kytketty lämpötilajärjestelmään, asetettu sammumaan noin 80 ° C: ssa ja käynnistymään, kun se putoaa alle 60 ° C. Mutta voit valita kavitaatiolämpögeneraattorin käyttötilan itse.

Kuva. Kuva 6: kavitaatiolämmönkehittimen kaavio
Ennen kaikkien elementtien liittämistä on suositeltavaa piirtää kaavio niiden sijainnista paperille, seinille tai lattialle. Sijoituspaikat on sijoitettava kauas syttyvistä osista tai ne on poistettava turvalliselta etäisyydeltä lämmitysjärjestelmästä.

Kerää kaikki elementit, kuten kuvassa on esitetty, ja tarkista tiiviys käynnistämättä generaattoria. Testaa sitten kavitaatiolämpögeneraattori toimintatilassa, nesteen lämpötilan normaali nousu on 3-5 ° C minuutissa.

Toimintaperiaate

Generaattori toimii kavitaation periaatteella, kun vesi kaadetaan erityiseen turbiiniosastoon (kavitaattori) ja pumppu alkaa pyöriä kavitaattoria. Tällöin muodostuneet vesikuplat alkavat romahtaa, jolloin syntyy lisälämpöä, joka lämmittää jäähdytysnestettä.

Teoriassa Potapov puolusti useita tieteellisiä teoksia, joissa hän kuvasi prosessia uusiutuvan energian tuottamiseksi. Käytännössä tätä on vaikea todistaa, mutta kavitaatiolämpögeneraattori tapahtuu muiden vaihtoehtoisten lämmöntuotantomenetelmien joukossa.

Lämmitintyypit

Kavitaatiolämmityskattila kuuluu yleisiin lämmitystyyppeihin. Pyydetyimmät:

1. Pyörivät asennukset, joihin Griggs-laite ansaitsee erityistä huomiota. Sen toiminnan ydin perustuu pyörivään keskipakopumppuun. Ulkopuolelta kuvattu malli muistuttaa levyä, jossa on useita reikiä. Kukin tällainen kapealla on nimeltään Griggs-solu, niiden lukumäärä ja toiminnalliset parametrit ovat riippuvaisia ​​taajuusmuuttajan nopeudesta, käytetyn generaattorityypin tyypistä. Työneste lämmitetään roottorin ja staattorin välisessä tilassa, koska se liikkuu nopeasti levyn pintaa pitkin.
2. Staattiset lämmittimet. Kattiloissa ei ole liikkuvia osia; kavitaatio niissä varmistetaan erityisillä Laval-elementeillä. Lämmitysjärjestelmään asennettu pumppu asettaa tarvittavan vedenpaineen, joka alkaa liikkua nopeasti ja lämpenee. Suuttimissa olevien kapeiden reikien vuoksi neste liikkuu kiihtyneellä nopeudella. Nopean laajenemisen ansiosta saavutetaan lämmitykseen tarvittava kavitaatio.

Tämän tai sen lämmittimen valinta riippuu henkilön tarpeista. On pidettävä mielessä, että kiertokavitaattori on tehokkaampi, ja lisäksi se on kooltaan pienempi.

Staattisen yksikön erikoisuus on pyörivien osien puuttuminen, mikä määrää sen pitkän käyttöiän. Toiminnan kesto ilman huoltoa on enintään 5 vuotta. Jos suutin rikkoutuu, se voidaan vaihtaa helposti, mikä on paljon halvempaa kuin uuden työelementin ostaminen pyörivää asennusta varten.

Kavitaattorin valmistus ja kehitys

Kiinteän lämmönkehittimen kaavio.

Staattisia kavitaattoreita on monia, mutta melkein kaikissa tapauksissa ne on valmistettu suuttimen muodossa. Suulake on useimmiten perustana ja suunnittelija muokkaa sitä. Klassinen muotoilu on esitetty kuvassa (KUVA 1).

Ensimmäinen asia, johon sinun on kiinnitettävä huomiota, on sekoittajan ja hajottimen välinen kanavan osa. Sen poikkileikkausta ei pidä kaventaa suuresti, mikä yrittää varmistaa maksimaalisen paineen pudotuksen. Suuttimen läpi pumpatun veden määrä on liian pieni. Kun se sekoitetaan kylmään veteen, se siirtää riittämättömän lämmön siihen. Tämä tarkoittaa, että veden kokonaismäärä ei voi lämmetä nopeasti. Lisäksi kanavan pieni poikkileikkaus vaikuttaa veden pumppaamiseen työpumpun sisääntuloon. Tämän seurauksena tämä pumppu toimii meluisasti, ja itse laitteessa voi esiintyä kavitaatiota.

Paras suorituskyky voidaan saavuttaa kanavan halkaisijalla 10-15 mm.

Haitalliset seuraukset

Kavitaatiovaurio (pumpun osa)

Potkurin kavitaatiovaurio
Kuplissa olevien kaasujen kemiallinen aggressiivisuus, jolla on lisäksi korkea lämpötila, aiheuttaa eroosion materiaaleille, joiden kanssa neste joutuu kosketukseen, jolloin kavitaatio kehittyy. Tämä eroosio on yksi kavitaation haitallisten vaikutusten tekijöistä. Toinen tekijä johtuu suurista paineen ylityksistä, jotka johtuvat kuplien romahtamisesta ja vaikuttavat näiden materiaalien pintoihin.

Metallien kavitaatioeroosio tuhoaa laivojen potkurit, pumppujen työkappaleet, hydrauliset turbiinit jne., Kavitaatio aiheuttaa myös melua, tärinää ja heikentää hydraulisten yksiköiden tehokkuutta.

Kavitaatiokuplien romahtaminen johtaa siihen, että ympäröivän nesteen energia keskittyy hyvin pieniin määriin. Siten muodostuu kuumia pisteitä ja syntyy iskuaaltoja, jotka ovat melulähteitä ja johtavat metallin eroosioon. Kavitaatiomelu on erityinen ongelma sukellusveneillä, koska se vähentää varkauksia. Kokeet ovat osoittaneet, että jopa kemiallisesti hapelle inertit aineet (kulta, lasi jne.) Altistuvat kavitaation haitallisille, tuhoisille vaikutuksille, vaikkakin paljon hitaammin. Tämä osoittaa, että kuplissa olevien kaasujen kemiallisen aggressiivisuuden tekijän lisäksi myös kuplien romahtamisesta johtuva paineylityskerroin on tärkeä. Kavitaatio johtaa työosien korkeaan kulumiseen ja voi lyhentää merkittävästi ruuvin ja pumpun käyttöikää. Metrologiassa käytettäessä ultraäänivirtausmittareita kavitaatiokuplat moduloivat aaltoja laajalla spektrillä, myös virtausmittarin lähettämillä taajuuksilla, mikä johtaa sen lukemien vääristymiin.

Suunnitteluominaisuuksia

Laitteen yksinkertaisuudesta huolimatta on olemassa ominaisuuksia, jotka on otettava huomioon kokoonpanossa:

• tuloputki on kytketty pumppuun laipan avulla.
  Asunnon vedenpaineen nostamiseen tarkoitettu pumppu on vastuussa nesteen toimittamisesta vaaditulla paineella;
• vaadittu nopeus ja paine saavutetaan putkilla, joiden halkaisija on tietty.
  Vesi alkaa liikkua nopeasti työtankin keskelle, jossa virrat sekoittuvat;
• nopeuden säätö suoritetaan erityislaitteilla, jotka on asennettu kammion molempiin suuttimiin;
• vesi siirtyy varoventtiilin kautta ulostuloon, jonka läpi se palaa lähtöpisteeseen.
  Jatkuva liike aiheuttaa veden kuumenemisen, lämpö muuttuu mekaaniseksi energiaksi.

Lämpölaskelmat tehdään seuraavien kaavojen mukaisesti:

Epot = - 2 * Ekin, missä

Ekin = mV2 / 2 - vaihteleva kineettinen arvo.

Kavitaatiogeneraattorin itse tekemä kokoonpano säästää polttoaineen lisäksi myös sarjamallien ostamista.

Tällaisten lämmöntuottajien tuotanto on perustettu Venäjällä ja ulkomailla.

Laitteilla on monia etuja, mutta suurin haittapuoli - kustannukset - kumoaa ne. Kotitalousmallin keskihinta on noin 50-55 tuhatta ruplaa.

Kun olemme itse koottaneet kavitaatiolämmönkehittimen, saamme tehokkaan laitteen.

Laitteen oikea toiminta edellyttää metalliosien suojaamista maalaamalla. On parempi tehdä osia kosketuksiin nestemäisten paksuseinämisten kanssa, mikä pidentää käyttöikää.

Ehdotetussa videossa on selkeä esimerkki kotitekoisen kavitaatiolämpögeneraattorin työstä.

Tilaa päivitykset sähköpostitse:

Staattinen kavitaatiolämpögeneraattori

Tämän tyyppistä lämmönkehitintä kutsutaan vain perinteisesti staattiseksi. Tämä johtuu pyörivien osien puuttumisesta kavitaattoripyörrerakenteessa. Kavitaatioprosessien luomiseksi käytetään erityyppisiä suuttimia.

Kavitaation esiintymiseksi on tarpeen järjestää suuri nopeus nestekavitaattorissa. Tätä varten tulisi käyttää tavallista keskipakopumppua. Pumppu lisää nestepainetta suuttimen edessä. Se syöksyy suuttimen aukkoon, jonka poikkileikkaus on paljon pienempi kuin syöttöputkella. Tämä tarjoaa suuren nopeuden suuttimen ulostulossa. Nesteen voimakkaan laajenemisen avulla tapahtuu kavitaatiota. Tätä helpottaa myös nesteen kitka kanavan pintaa vastaan ​​ja veden turbulenssi, joita esiintyy, kun suihkua kohdistetaan jyrkästi suuttimesta. Vesi lämpenee samoista syistä kuin pyörrevortex-mallissa, mutta hieman pienemmällä hyötysuhteella.

Kaavio kiinteän lämpögeneraattorin toimintaperiaatteesta.

Staattisen lämpögeneraattorin laite ei tarvitse suurta tarkkuutta osien valmistuksessa. Näiden osien valmistuksessa koneistus minimoidaan pyörivään malliin verrattuna. Pyörivien osien puuttuessa osien ja liitososien tiivistys voidaan helposti ratkaista. Tasapainottamista ei myöskään tarvita. Kavitaattorin käyttöikä on paljon pidempi. Jopa suuttimen resurssin loppuessa sen valmistus ja vaihto vaatii paljon pienempiä materiaalikustannuksia. Tässä tapauksessa pyörivä kavitaatiolämpögeneraattori on valmistettava uudestaan.

Staattisen laitteen haittana on pumpun hinta. Tämän laitteen lämpögeneraattorin valmistuskustannukset eivät kuitenkaan käytännössä poikkea pyörivän pyörteen rakenteesta. Jos muistetaan molempien asennusten resurssi, tästä haittasta tulee etu, koska kavitaattorin vaihdon yhteydessä pumppua ei tarvitse vaihtaa.

Siksi on järkevää miettiä, kuinka tehdä staattinen pyörre-lämpögeneraattori.

Vortex-lämpögeneraattorin Potapov valmistus

On kehitetty monia muita laitteita, jotka toimivat täysin erilaisilla periaatteilla. Esimerkiksi Potapovin pyörre-lämpögeneraattorit, käsintehdyt. Niitä kutsutaan staattisiksi tavanomaisesti. Tämä johtuu siitä, että hydraulilaitteessa ei ole pyöriviä osia rakenteessa. Vortex-lämpögeneraattorit vastaanottavat yleensä lämpöä pumpun ja sähkömoottorin avulla.

Tärkein vaihe tällaisen lämmönlähteen valmistuksessa omin käsin on moottorin valinta. Se tulisi valita jännitteen mukaan. Tee-se-itse-pyörre-lämpögeneraattorista on lukuisia piirustuksia ja kaavioita, jotka esittävät menetelmiä 380 voltin jännitteisen sähkömoottorin kytkemiseksi 220 voltin verkkoon.

Rungon kokoonpano ja moottorin asennus

Potapov-lämmönlähteen tekeminen itse-asennus alkaa sähkömoottorin asennuksella. Kiinnitä se ensin sänkyyn. Tee kulmat sitten kulmahiomakoneella. Leikkaa ne sopivasta neliöstä.Kun olet tehnyt 2-3 neliötä, kiinnitä ne poikkipalkkiin. Kokoa sitten suorakulmainen rakenne hitsauskoneella.

Jos sinulla ei ole hitsauslaitetta kädessäsi, sinun ei tarvitse leikata neliöitä. Leikkaa vain kolmiot aiotun taitoksen paikoista. Taivuta sitten neliöt ruuvipenkillä. Käytä pultteja, niittejä ja muttereita.

Kokoonpanon jälkeen voit maalata rungon ja porata reikiä runkoon moottorin asentamiseksi.

Pumpun asentaminen

Seuraava tärkeä pyörre-vesirakenteen elementti on pumppu. Nykyään erikoisliikkeissä voit helposti ostaa minkä tahansa virran. Kun valitset sen, kiinnitä huomiota kahteen asiaan:

1. Sen on oltava keskipakoinen.
2. Valitse yksikkö, joka toimii optimaalisesti sähkömoottorisi kanssa.

Kun olet ostanut pumpun, kiinnitä se runkoon. Jos poikkitankoja ei ole tarpeeksi, tee vielä 2-3 kulmaa. Lisäksi on löydettävä kytkin. Se voidaan kytkeä sorviin tai ostaa mistä tahansa rautakaupasta.

Käsin tehty puupyörö kavitaatiolämpögeneraattori Potapov koostuu rungosta, joka on valmistettu sylinterin muodossa. On syytä huomata, että sen päissä on oltava läpimeneviä reikiä ja suuttimia, muuten et voi kiinnittää vesirakennetta oikein lämmitysjärjestelmään.

Työnnä suihkua suoraan tuloaukon taakse. Hänet valitaan erikseen. Muista kuitenkin, että sen reiän tulisi olla 8-10 kertaa pienempi kuin putken halkaisija. Jos reikä on liian pieni, pumppu ylikuumenee eikä pysty kierrättämään vettä kunnolla.

Lisäksi höyrystymisen takia Potapovin pyörrekavitaatiolämpögeneraattori puulla on erittäin altis veteen kulumiselle.

Kuinka tehdä putki

Potapovin lämmönlähteen tämän elementin valmistus puulle tapahtuu useissa vaiheissa:

1. Leikkaa ensin jauhimella 100 mm halkaisijaltaan putkiosa. Työkappaleen pituuden on oltava vähintään 600-650 mm.
2. Tee sitten työkappaleeseen ulkoinen ura ja katkaise lanka.
3. Tee sitten kaksi 60 mm pitkää rengasta. renkaiden kaliiperin on vastattava putken halkaisijaa.
4. Leikkaa sitten puolirenkaiden langat.
5. Seuraava vaihe on kannen valmistus. Ne on hitsattava renkaiden sivulta, jossa ei ole kierteitä.
6. Poraa seuraavaksi kannen keskireikä.
7. Käytä sitten suurta poranterää viistämään kannen sisäpuoli.

Tehtyjen toimintojen jälkeen puulämmitteinen kavitaatiolämpögeneraattori tulisi kytkeä järjestelmään. Aseta haaraputki suuttimella pumpun aukkoon, josta vesi syötetään. Liitä toinen liitin lämmitysjärjestelmään. Liitä hydraulijärjestelmän ulostulo pumppuun.

Jos haluat säätää nesteen lämpötilaa, asenna pallomekanismi suuttimen taakse.

Sen avulla Potapovin puun lämpögeneraattori kuluttaa vettä koko laitteessa paljon kauemmin.

Onko mahdollista lisätä Potapov-lämmönlähteen suorituskykyä

Tässä laitteessa, kuten missä tahansa hydraulijärjestelmässä, tapahtuu lämpöhäviöitä. Siksi on toivottavaa ympäröittää pumppu vesivaipalla. Tee tämä tekemällä lämpöä eristävä kotelo. Tee tällaisen suojalaitteen ulompi mittari suurempi kuin pumpun halkaisija.

Valmiita 120 mm putkia voidaan käyttää aihiona lämmöneristykseen. Jos sinulla ei ole tällaista mahdollisuutta, voit tehdä suorakulmaisen putken omin käsin teräslevyllä. Kuvan koon tulee olla sellainen, että generaattorin koko rakenne mahtuu helposti siihen.

Työkappale on valmistettava vain laadukkaista materiaaleista, jotta se kestää järjestelmän korkean paineen ongelmitta.

Lämpöeristyksen vähentämiseksi kotelon ympärillä on tehtävä lämpöeristys, joka voidaan myöhemmin päällystää peltikotelolla.

Eristimenä voidaan käyttää mitä tahansa materiaalia, joka kestää veden kiehumispistettä.

Lämmöneristimen valmistus tapahtuu useissa vaiheissa:

1. Kokoa ensin laite, joka koostuu pumpusta, liitosputkesta, lämmönkehittimestä.
2. Valitse sen jälkeen lämmöneristyslaitteen optimaaliset mitat ja etsi sopivan kaliiperi putki.
3. Tee sitten kannet molemmille puolille.
4. Kiinnitä sen jälkeen hydraulijärjestelmän sisäiset mekanismit kunnolla.
5. Tee lopussa sisääntulo ja kiinnitä (hitsaa tai ruuvaa) putki siihen.

Hitsaa tehtyjen toimenpiteiden jälkeen laippa hydrauliputken päähän. Jos sinulla on vaikeuksia sisäisten mekanismien asentamisessa, voit tehdä kehyksen.

Varmista, että lämmönkehittimen kokoonpanot ja hydraulijärjestelmäsi ovat tiiviit vuotojen varalta. Lopuksi muista säätää lämpötila pallolla.

Jäätymissuoja

Tee ensin eristekotelo. Tee tämä ottamalla galvanoitu tai ohut alumiinilevy. Leikkaa kaksi suorakulmiota. Muista, että arkki on taivutettava suuremman halkaisijan karalle. Voit myös taivuttaa materiaalia poikkipalkissa.

Aseta ensin leikkaamasi arkki ja paina sitä päälle puulla. Paina toisella kädellä arkkia siten, että muodostuu pieni taivutus koko pituudelta. Siirrä sitten työkappaletta hieman sivulle ja jatka sen taivuttamista, kunnes saat onton sylinterin.

Tee sitten suojus koteloon. On suositeltavaa kääriä koko lämpöeristysrakenne erityisellä lämmönkestävällä materiaalilla (lasivilla jne.), Joka on kiinnitettävä myöhemmin langalla.

Instrumentit ja laitteet