Кавитация в системе отопления. Кавитационный теплогенератор своими руками: устройство, принцип работы и пошаговая инструкция

Как работает кавитационный теплогенератор. Какие бывают виды кавитационных теплогенераторов. Как сделать кавитационный теплогенератор своими руками. Какие преимущества и недостатки у кавитационных теплогенераторов.

Что такое кавитационный теплогенератор и как он работает

Кавитационный теплогенератор — это устройство для отопления помещений, работающее на эффекте кавитации. Кавитация представляет собой образование в жидкости пузырьков пара при локальном понижении давления. При схлопывании этих пузырьков выделяется большое количество тепловой энергии.

Принцип работы кавитационного теплогенератора заключается в следующем:

1. Рабочая жидкость (вода) под высоким давлением подается в кавитационную камеру
2. В камере происходит резкое снижение давления и образование кавитационных пузырьков
3. При схлопывании пузырьков выделяется тепловая энергия, нагревающая воду
4. Нагретая вода подается в систему отопления для обогрева помещений

Таким образом, в кавитационном теплогенераторе механическая энергия движения жидкости преобразуется в тепловую энергию за счет эффекта кавитации.

Виды кавитационных теплогенераторов

Существует несколько основных типов кавитационных теплогенераторов:

• Роторные — с вращающимся ротором в виде диска
• Статические — без движущихся частей, с соплами Лаваля
• Трубчатые — с продольным расположением трубок
• Ультразвуковые — с созданием кавитации ультразвуком

Наиболее распространены роторные и статические конструкции. Роторные более производительны, но имеют движущиеся части. Статические проще в изготовлении и обслуживании.

Преимущества кавитационных теплогенераторов

Кавитационные теплогенераторы обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными системами отопления:

• Высокий КПД — до 95-97%
• Экономичность в эксплуатации
• Простота конструкции
• Возможность самостоятельного изготовления
• Экологичность — отсутствие вредных выбросов
• Универсальность применения

Эти преимущества делают кавитационные теплогенераторы привлекательным вариантом для отопления частных домов и небольших помещений.

Недостатки кавитационных теплогенераторов

Несмотря на преимущества, кавитационные теплогенераторы имеют и некоторые недостатки:

• Высокий уровень шума при работе
• Необходимость отдельного помещения для установки
• Большие габариты устройства
• Сложность точного расчета и изготовления
• Риск поломки при неправильной эксплуатации

Перед выбором кавитационного теплогенератора следует оценить эти недостатки и сопоставить их с преимуществами для конкретных условий применения.

Как сделать кавитационный теплогенератор своими руками

Самостоятельное изготовление кавитационного теплогенератора вполне возможно при наличии необходимых инструментов и материалов. Рассмотрим основные этапы создания простого статического теплогенератора:

Необходимые материалы и инструменты

• Трубы и фитинги
• Циркуляционный насос
• Манометры
• Термометры
• Сопло Лаваля
• Сварочный аппарат
• Инструменты для резки и обработки металла

Пошаговая инструкция изготовления

1. Подготовка кавитационной камеры из трубы нужного диаметра
2. Изготовление или приобретение сопла Лаваля
3. Монтаж сопла в кавитационную камеру
4. Подключение циркуляционного насоса
5. Установка манометров и термометров
6. Сборка контура циркуляции теплоносителя
7. Проверка герметичности всех соединений
8. Пробный запуск и настройка оборудования

При самостоятельном изготовлении важно точно рассчитать все параметры и соблюдать меры безопасности при работе с оборудованием под давлением.

Применение кавитационных теплогенераторов

Кавитационные теплогенераторы находят применение в различных сферах:

• Отопление жилых домов и небольших помещений
• Подогрев воды для бытовых нужд
• Обогрев бассейнов и теплиц
• Производственные процессы, требующие нагрева жидкостей
• Очистка воды и других жидкостей

Универсальность и эффективность делают кавитационные теплогенераторы перспективным направлением в области альтернативных источников тепловой энергии.

Особенности эксплуатации кавитационных теплогенераторов

Для безопасной и эффективной работы кавитационного теплогенератора необходимо соблюдать ряд правил:

• Регулярно проверять герметичность всех соединений
• Контролировать давление и температуру в системе
• Своевременно проводить техническое обслуживание
• Не допускать работы насоса «всухую»
• Использовать качественный теплоноситель
• Обеспечить хорошую теплоизоляцию трубопроводов

При правильной эксплуатации кавитационный теплогенератор способен эффективно работать в течение длительного времени, обеспечивая экономичное отопление помещений.

Обзор кавитационного генератора тепла и его самостоятельное изготовление

Кавитационный теплогенератор пользуется популярностью в качестве экономичного отопительного оборудования. Кавитация – специфический эффект с образованием микропузырьков пара в зонах локального снижения давления рабочей жидкости. Процесс предусматривает воздействие насосного агрегата или звуковых колебаний.

Конструктивные особенности и принцип работы

На основе кавитационного теплогенератора механическая энергия движения воды (рабочей жидкости) преобразуется в тепло, которое используется для обогрева помещений любого назначения. Кавитация подразумевает образование пузырьков в жидкости, в результате разрушения которых вырабатывается тепловая энергия.

Принцип работы кавитатора:

• рабочий поток перемещается по устройству, в котором обеспечивается давление при помощи насоса,
• далее с повышением скорости происходит локальное снижение давления субстанции,
• в жидкости образуются свободные места, заполняемые пузырьками.

Впоследствии в центре камеры потоки перемешиваются, и происходит процесс кавитации: пузырьки схлопываются, в результате механическая энергия преобразуется в тепловой потенциал. Это объясняется тем, что при формировании вихревого потока кавитационные разрывы приводят к нагреву жидкой среды.

Возможности применения

Приборы кавитационного действия востребованы в различных отраслях, при этом в основном их применяют в качестве альтернативного вида отопительных установок для дома. Также оборудование находит применение и в других сферах:

• обогрев и очистка воды в бассейнах,
• очистка отложений внутри теплообменников,
• в промышленности.

В последнем случае, к примеру, при изготовлении бетона с высокими эксплуатационными характеристиками.

Отопление

Кавитационный прибор способствует преобразованию механической энергии перемещающейся воды в тепловой потенциал, который направляется на обогрев различных по назначению и масштабу зданий, включая частные домовладения и промышленные комплексы.

Кавитационный теплогенератор может быть использован при отоплении

Автономное нагревание воды для бытовых нужд

Генератор кавитационного тепла способен в полной мере обеспечить хозяйство горячей водой, которая подается в кухню, санузел, баню. Также оборудование находит применение при подготовке воды в бассейнах, прачечных и саунах, используется в автономном водопроводе.

Применение кавитации тепла в производстве

Приборы актуальны при необходимости качественного смешивания субстанций с разными параметрами плотности и применяются в лабораториях, производственных цехах и других объектах промышленности.

Разновидности

Кавитационные устройства делятся на следующие виды:

• роторные – вихревой кавитационный теплогенератор предусматривает видоизмененный центробежный насос, корпус которого представляет собой статор с входящей и выходящей трубой. Основной рабочий орган прибора – камера с подвижным ротором, который вращается по типу колеса,
• статические – в приборе отсутствуют вращающиеся детали, для кавитации применяют конструкцию из сопел с мощным центробежным насосом,
• трубчатые – в конструкции предусмотрены продольно расположенные трубки. КПД трубчатых теплогенераторов кавитации отличается высокими показателями,
• ультразвуковые – эффект кавитации обеспечивается при помощи ультразвуковых волн.

Кавитационный теплогенератор вихревой

КПД ультразвукового оборудования невероятно высок.

Принцип работы роторных генераторов

Пожалуй, к самым продуктивным моделям относится конструкция Григгса, в которой ротор в форме диска располагает поверхностью с многочисленными глухими отверстиями определенного диаметра и глубины. Статор представлен в виде цилиндра с запаянными концами, в котором вращается ротор. Между роторным диском и стенками статора есть зазор величиной около 1,5 мм. В ячейках устройства обеспечивается возникновение завихрений для образования кавитационных полостей. Количество ячеек определяется частотой вращения ротора.

Как отмечают специалисты, для эффективности работы прибора применяется ротор с поперечным размером от 30 см со скоростью вращения 3 000 оборотов/мин. При меньшем диаметре требуется увеличить параметры оборотов.

Особенности роторных теплогенераторов кавитационного действия:

• присутствует значительный уровень шума,
• КПД устройства не впечатляет,
• непродолжительный срок службы,
• показатели производительности на 25% выше, чем у статических моделей.

При эксплуатации роторной установки требуется отработка четкого действия всех элементов, в том числе и балансировка цилиндра. Также необходимо своевременно менять исчерпавшие свой потенциал изоляционные материалы для уплотнения вала.

Принцип работы статического теплогенератора

Кавитация предполагает высокую скорость перемещения рабочей жидкости при помощи мощного мотора центробежного типа. Так как dвыхода сопла значительно меньше, чем параметры противоположного конца, увеличивается скорость перемещения субстанции, и возникают кавитационные эффекты.

Статические кавитаторные приборы располагают массой преимуществ:

• не требуется балансировка и точная подгонка деталей,
• уплотнители изнашиваются меньше, чем в роторной модели, так как здесь отсутствуют подвижные детали,
• продолжительность срока службы статического кавитатора около 5 лет, что значительно больше, чем у предыдущего варианта прибора.

При необходимости производится замена сопла, для чего понадобится относительно небольшой расход времени и сил, тогда как в случае с роторным прибором придется воссоздать его заново, если оборудование выйдет из строя.

Трубчатые тепловые генераторы: устройство и принцип работы

В этой модели кавитационное тепло вырабатывается благодаря продольному расположению трубок:

• помпа способствует нагнетанию давления во входящую камеру, и рабочая субстанция направляется через трубки. При этом на входе образуются пузырьки,
• при попадании во вторую камеру, где установлено высокое давление, пузырьки разрушаются, в процессе образуется тепловой потенциал.

Трубчатый тепловой генератор

Выработанная таким способом энергия направляется вместе с паром на отопление дома. Как утверждают производители трубчатых теплогенераторов кавитации, как и специалисты в сфере климатического оборудования, эта модель отличается высокими показателями КПД.

Особенности ультразвуковых генераторов кавитационного действия

В установке создаются ультразвуковые волны, благодаря которым образуется кавитационное тепло. Для этого применяется кварцевая пластина, на ее основе под воздействием электрического тока создаются звуковые колебания. Они направляются на вход, впоследствии чего образуется вибрация. На обратной фазе звуковых волн возникают участки разряжения и наблюдается эффект кавитации. Принцип работы ультразвукового кавитатора предполагает минимальные потери энергии и практическое отсутствие трения. Всем этим обуславливается исключительно высокий КПД ультразвукового оборудования.

Плюсы и минусы

Основным достоинством кавитационного теплогенератора считается экономичность работы отопительного устройства. Также среди плюсов отмечают следующие факторы:

• высокий уровень производительности прибора,
• возможность самостоятельного изготовления и монтажа,
• оборудование можно установить без разрешительных документов.

Среди недостатков выделяют:

• необходимо обустроить отдельное помещение под котельную,
• достаточно высокий уровень шума при работе прибора.

Нельзя забывать, что оборудование занимает много места.

Критерии выбора

При выборе устройства кавитации учитывают следующие моменты:

1. Важно подобрать конструкцию в соответствии с условиями эксплуатации. Следует учесть масштабы отапливаемого пространства, возможности теплоизоляции помещений, климатические особенности местности в межсезонье и зимой.
2. Стоит решить вопросы комплектации при приобретении стандартного оборудования. В этом случае, желательно, чтобы изделие было укомплектовано датчиками защиты и приборами контроля тепла. Оптимальный вариант – приобретение техники с автоматическим блоком контроля и управления, также стоит заказать услугу «монтаж под ключ».
3. В случае приобретения оборудования по отдельным элементам, необходимо четко знать все особенности каждого компонента системы.

Если планируется самостоятельное изготовление, важно тщательно изучить схемы и вооружиться рекомендациями специалистов, далее приступают к выбору модели.

Популярные модели

Отечественными производителями предлагаются модели кавитаторов гидроударного и электрогидроударного типа. Линейка включает в себя агрегаты небольшой мощности.

ВТГ-2.2

Оборудование представляет собой прибор малой мощности, который подходит для отопления сооружения объемом до 90 м³. Стоимость продукции варьируется в пределах 32-35 т. р.

ВГТ-30

Агрегат средней мощности, разработан для обогрева зданий объемом до 1400 м³. Требуется комплектация в виде шкафа управления. Цена изделия – около 150 000 р.

ИТПО

Продукция ижевских производителей, как заявляют поставщики кавитаторов, располагает КПД до 150%. Несмотря на высокий диапазон стоимости, модель привлекает внимание широкой аудитории потребителей.

Как изготовить кавитационные теплогенераторы своими руками?

Оборудование представляет собой простое устройство, что позволяет при необходимости самостоятельно изготовить конструкцию.

Необходимые инструменты и материалы:

• манометры – для контроля давления на входе/выходе,
• термометры – для измерения температуры рабочей жидкости при входе/выходе,
• гильзы под термометры.

Также нужны патрубки с кранами – входные и для выхода.

Особенности выбора насоса

Параметры насоса должны соответствовать специфическим требованиям. Так, нужен агрегат с возможностью работы с высокотемпературными субстанциями. Также учитывается способность прибора создавать необходимое рабочее давление – при входе жидкости достаточно давления в 4 атмосферы, для увеличения скорости нагрева требуется показатель до 12 атмосфер.

Изготовление кавитационной камеры

В самодельных приборах кавитации чаще всего предусматривается вариант в виде сопла Лаваля. Выбирая размер сечения проходного канала, стоит учитывать, что требуется обеспечение максимального перепада давления рабочей субстанции. Для этого подбирают модель наименьшего диаметра, в результате получается достаточно активный процесс кавитации. Приемлемым считается d9-16 мм, при меньшем сечении уменьшается интенсивность водного потока, что приводит к смешиванию жидкости с холодными массами. Применение сопла с маленьким отверстием также чревато следующими последствиями:

• увеличивается число воздушных пузырьков. В результате наблюдается усиление шума при работе оборудования,
• есть риск образования пузырьков уже в камере насоса, что может стать причиной его быстрого выхода из строя.

В зависимости от параметров установки выбирают сопла цилиндрической формы, закругленного или конусного профиля. Главное – необходимо обеспечить образование вихревого процесса уже на начальном этапе входа рабочей субстанции в сопло.

Особенности изготовления водяного контура

При самостоятельном конструировании прибора предварительно выполняют схему: определяют протяженность контура, уточняют особенности модели и переносят все это мелом на пол.

Конструкция представляет собой изогнутую трубу, которая присоединяется к выходу камеры, далее рабочая среда снова подается на вход.Субстанцияв контур поступает по направлению против часовой стрелки. Контур снабжается двумя манометрами и парой гильз с термометрами. Модель дополняет вентиль для сбора воздуха. Для регулирования давления вентиль устанавливается между входом и выходом.

Испытание генератора

После установки оборудования и подключения радиаторов к системе отопления насосное устройство включают в сеть и запускают двигатель. При исправной работе конструкции подается необходимое количество воды. Показание манометров давления жидкой среды регулируют при помощи вентиля, учитывая, что требуется разница в диапазоне 8-12 атмосфер. После пуска рабочей жидкости наблюдают параметры температуры: корректным считается нагревание 3-5°C/10 минут. С учетом, что система и насос запитаны 15 л воды, за небольшой отрезок времени нагрев достигнет 60°C. Это хороший результат для эффективной работы отопительного оборудования.

Отопительное оборудование кавитационного типа – экономичный прибор, который способен обогреть помещение за короткий промежуток времени. Производители предлагают различные модели устройства, при необходимости несложно изготовить конструкции самостоятельно с учетом особенностей обустраиваемой площади.

преимущества, строение, принцип работы и пошаговая инструкция

Хозяева частных домов всячески стремятся сэкономить на отоплении, которое год от года требует немалых затрат. С целью создания обогревательных экономных систем в жилых, производственных, общественных помещениях разрабатываются и применяются на практике различные схемы по выработке выгодной тепловой энергии. Для этих целей подходит кавитационный теплогенератор.

Чтобы сэкономить на тепловой энергии – данный теплогенератор поможет вам сэтим

Вихревое устройство: общее понятие

Подобная установка конструктивно достаточно проста. Она используется для эффективного и выгодного отопления здания с минимальными финансовыми затратами. Экономичность обуславливается специальным нагревом воды через кавитацию. Такой метод заключается в создании мелких пузырьков из пара в зоне сниженного давления рабочей жидкости, которое обеспечивается специальными звуковыми колебаниями, функционированием насоса.

Кавитационный нагреватель справляется с переработкой механической энергии в тепловой поток, что немаловажно для промышленных объектов. В них нагревательные элементы периодически выходят из строя, поскольку функционируют с жидкостями большой разности по температуре.

Именно такие кавитаторы выступают надежной заменой устройствам, работа которых зависит от твердых видов топлива.

В этом видео вы узнаете, как устроен теплогенератор:

Кавитационные генераторы: преимущества

Такие установки нашли широкое применение в бутовых условиях и на производстве. Причиной тому выступают следующие факторы, их характеризующие:

• ценовая доступность;
• экономичность отопительной системы;
• возможность создания конструкции своими руками;
• высокий КПД обогрева.

Правила эксплуатации гласят, что нельзя устанавливать вихревые изделия внутри жилого помещения из-за создания высокоуровневого шума. Оптимальным вариантом станет обустройство отдельной хозпостройки, котельной.

К недостаткам относятся довольно большие размеры готового к эксплуатации обогревателя. Также отмечается чрезмерная мощность для частного дома, коттеджа, возможная сложность приобретения материалов, которые понадобятся в случае самостоятельного изготовления кавитатора.

В данном обогревателе, одним из плюсов является высокий КПД

Строение нагревателя и принцип работы

Кавитационное отопление характеризуется образованием пузырьков из пара в рабочей жидкости. В результате такого действия давление постепенно снижается благодаря высокой скорости потока. Следует отметить, что необходимое парообразование задается специальным излучением лазерных импульсов либо акустикой, заданной определенными звуками. Воздушные области закрытого типа смешиваются с водяной массой, после чего поступают в зону большого давления, где вскрываются и излучают ожидаемую ударную волну.

Оборудование кавитационного типа отличается способом функционирования. Схематично оно выглядит так:

1. Водяной поток перемещается по кавитатору, в котором с помощью циркуляционного насоса обеспечивается рабочее давление, поступающее в рабочую емкость.
2. Далее в таких емкостях повышается скорость, соответственно, и давление жидкости посредством установленных по чертежам трубок.
3. Потоки, достигая центральной части камеры, перемешиваются, в результате чего и образуется кавитация.
4. В результате описанного процесса пузырьки пара не увеличиваются в размерах, отсутствует их взаимодействие с электродами.
5. После этого вода перемещается в противоположную часть емкости и возвращается для совершения нового круга.
6. Нагревание обеспечивается передвижением и расширением жидкости в месте выхода из сопла.

Из работы вихревой установки видно, что ее конструкция незамысловата и проста, но при этом обеспечивает быстрый и выгодный обогрев помещения.

Типы обогревателей

Кавитационный котел отопления относится к одному из распространенных типов обогревателей. Наиболее востребованные из них:

1. Роторные установки, среди которых особого внимания заслуживает устройство Григгса. Суть его действия основана на центробежном насосе роторного действия. Внешне описываемая конструкция напоминает диск с несколькими отверстиями. Каждая такая ниша называется ячейкой Григгса, их количество и функциональные параметры взаимозависимы с частотой вращения привода, типом применяемой генераторной установки. Рабочая жидкость подогревается в пространстве между ротором и статором из-за быстрого перемещения по дисковой поверхности.
2. Статические обогреватели. Котлы лишены каких-либо передвигающихся деталей, кавитация в них обеспечивается за счет специальных элементов Лаваля. Установленный в отопительную систему насос задает необходимое давление воды, которая начинает быстро передвигаться и подогреваться. За счет узких отверстий в соплах жидкость перемещается в ускоренном режиме. Из-за ее быстрого расширения достигается необходимая для обогрева кавитация.

Выбор того или иного нагревателя зависит от потребностей человека. Следует учитывать, что роторный кавитатор более производителен, к тому же он отличается меньшими размерами.

Особенность статического агрегата заключается в отсутствии вращающихся деталей, чем и обуславливается его продолжительный эксплуатационный срок. Длительность работы без технического обслуживания достигает 5 лет. Если же сломается сопло, его без труда можно заменить, что стоит гораздо дешевле в сравнении с приобретением нового рабочего элемента в роторную установку.

Самостоятельное изготовление оборудования

Создать кавитатор своими руками вполне реально, но предварительно стоит ознакомиться со схематическими особенностями, точными чертежами агрегата, понять и подробно изучить принцип, по которому он действует. Наиболее простой моделью принято считать ВТГ Потапова с показателем КПД в 93%. Схематически теплогенератор довольно прост, будет уместен в быту и промышленном применении.

Приступая к сборке агрегата, необходимо подобрать в систему насос, который должен полностью соответствовать требованиям мощности, необходимой тепловой энергии. В большинстве своем описываемые генераторы по форме напоминают сопло, такие модели самые удобные и простые для домашнего применения.

При собственноручном создании теплогенератора не забываем нужные зап.части, например, гильзы

Создание кавитатора невозможно без предварительной подготовки определенных инструментов и приспособлений. К ним относятся:

• патрубки входного и выходного типа, оснащенные краниками;
• манометры, измеряющие давление;
• термометр, без которого невозможно произвести замер температуры;
• гильзы, которыми дополняются термометры;
• вентили, с помощью которых из всей отопительной системы устраняются воздушные пробки.

Специалисты рекомендуют следить за диаметральным показателем сечения отверстия, которое присутствует между конфузором и диффузором. Оптимальные пределы варьируются от 8 до 15 единиц, выход за эти рамки нежелателен.

Последовательность конструирования кавитационного теплогенератора своими руками представлена следующими действиями:

1. Выбор насоса, который предназначен для эксплуатации с жидкостями высоких температур. В противном случае он быстро выйдет из строя. К такому элементу предъявляется обязательное требование: создание давления от 4 атмосфер.
2. Выполнение емкости для кавитации. Главным условием выступает подбор необходимого по сечению проходного канала.
3. Выбор сопла с учетом особенностей конфигурации. Такая деталь может быть цилиндрического, конусообразного, округлого типа. Важно, чтобы на входе воды в емкость развивался вихревой процесс.
4. Подготовка внешнего контура — немаловажная процедура. Он представляет собой изогнутую трубку, которая отходит от кавитационной камеры. Далее она соединяется с двумя гильзами от термометра и двумя манометрами, а также с воздушным вентилем, помещенным в пространство между выходом и входом.

Когда закончена работа с корпусом, следует поэкспериментировать с обогревателем. Процедура заключается в подведении насосной установки к электросети, при этом радиаторы подключаются с обогревательной системой. Следующий шаг — включение сети.

Должен осуществляться строгий контроль показателей манометров. Разница между цифрами на входе и выходе должна колебаться в пределах 8-12 атмосфер.

Если конструкция работает исправно, в нее подается необходимое количество воды. Хороший показатель — подогрев жидкости на 3-5 градусов за 10-15 минут.

Нагреватель кавитационного типа представляет собой выгодную установку, за короткое время обогревает здание, к тому же максимально экономичен. При желании он легко конструируется в домашних условиях, для чего понадобятся доступные и недорогие приспособления.

Кавитационный теплогенератор: как сделать своими руками

Кавитационный теплогенератор пользуется популярностью в качестве экономичного отопительного оборудования. Кавитация – специфический эффект с образованием микропузырьков пара в зонах локального снижения давления рабочей жидкости. Процесс предусматривает воздействие насосного агрегата или звуковых колебаний.

Конструктивные особенности и принцип работы

На основе кавитационного теплогенератора механическая энергия движения воды (рабочей жидкости) преобразуется в тепло, которое используется для обогрева помещений любого назначения. Кавитация подразумевает образование пузырьков в жидкости, в результате разрушения которых вырабатывается тепловая энергия.

Принцип работы кавитатора:

• рабочий поток перемещается по устройству, в котором обеспечивается давление при помощи насоса;
• далее с повышением скорости происходит локальное снижение давления субстанции;
• в жидкости образуются свободные места, заполняемые пузырьками.

Впоследствии в центре камеры потоки перемешиваются, и происходит процесс кавитации: пузырьки схлопываются, в результате механическая энергия преобразуется в тепловой потенциал. Это объясняется тем, что при формировании вихревого потока кавитационные разрывы приводят к нагреву жидкой среды.

Возможности применения

Приборы кавитационного действия востребованы в различных отраслях, при этом в основном их применяют в качестве альтернативного вида отопительных установок для дома. Также оборудование находит применение и в других сферах:

• обогрев и очистка воды в бассейнах;
• очистка отложений внутри теплообменников;
• в промышленности.

В последнем случае, к примеру, при изготовлении бетона с высокими эксплуатационными характеристиками.

Отопление

Кавитационный прибор способствует преобразованию механической энергии перемещающейся воды в тепловой потенциал, который направляется на обогрев различных по назначению и масштабу зданий, включая частные домовладения и промышленные комплексы.

Кавитационный теплогенератор может быть использован при отоплении

Автономное нагревание воды для бытовых нужд

Генератор кавитационного тепла способен в полной мере обеспечить хозяйство горячей водой, которая подается в кухню, санузел, баню. Также оборудование находит применение при подготовке воды в бассейнах, прачечных и саунах, используется в автономном водопроводе.

Применение кавитации тепла в производстве

Приборы актуальны при необходимости качественного смешивания субстанций с разными параметрами плотности и применяются в лабораториях, производственных цехах и других объектах промышленности.

Разновидности

Кавитационные устройства делятся на следующие виды:

• роторные – вихревой кавитационный теплогенератор предусматривает видоизмененный центробежный насос, корпус которого представляет собой статор с входящей и выходящей трубой. Основной рабочий орган прибора – камера с подвижным ротором, который вращается по типу колеса;
• статические – в приборе отсутствуют вращающиеся детали, для кавитации применяют конструкцию из сопел с мощным центробежным насосом;
• трубчатые – в конструкции предусмотрены продольно расположенные трубки. КПД трубчатых теплогенераторов кавитации отличается высокими показателями;
• ультразвуковые – эффект кавитации обеспечивается при помощи ультразвуковых волн.

Кавитационный теплогенератор вихревой

КПД ультразвукового оборудования невероятно высок.

Принцип работы роторных генераторов

Пожалуй, к самым продуктивным моделям относится конструкция Григгса, в которой ротор в форме диска располагает поверхностью с многочисленными глухими отверстиями определенного диаметра и глубины. Статор представлен в виде цилиндра с запаянными концами, в котором вращается ротор. Между роторным диском и стенками статора есть зазор величиной около 1,5 мм. В ячейках устройства обеспечивается возникновение завихрений для образования кавитационных полостей. Количество ячеек определяется частотой вращения ротора.

Как отмечают специалисты, для эффективности работы прибора применяется ротор с поперечным размером от 30 см со скоростью вращения 3 000 оборотов/мин. При меньшем диаметре требуется увеличить параметры оборотов.

Особенности роторных теплогенераторов кавитационного действия:

• присутствует значительный уровень шума;
• КПД устройства не впечатляет;
• непродолжительный срок службы;
• показатели производительности на 25% выше, чем у статических моделей.

При эксплуатации роторной установки требуется отработка четкого действия всех элементов, в том числе и балансировка цилиндра. Также необходимо своевременно менять исчерпавшие свой потенциал изоляционные материалы для уплотнения вала.

Принцип работы статического теплогенератора

Кавитация предполагает высокую скорость перемещения рабочей жидкости при помощи мощного мотора центробежного типа. Так как dвыхода сопла значительно меньше, чем параметры противоположного конца, увеличивается скорость перемещения субстанции, и возникают кавитационные эффекты.

Статические кавитаторные приборы располагают массой преимуществ:

• не требуется балансировка и точная подгонка деталей;
• уплотнители изнашиваются меньше, чем в роторной модели, так как здесь отсутствуют подвижные детали;
• продолжительность срока службы статического кавитатора около 5 лет, что значительно больше, чем у предыдущего варианта прибора.

При необходимости производится замена сопла, для чего понадобится относительно небольшой расход времени и сил, тогда как в случае с роторным прибором придется воссоздать его заново, если оборудование выйдет из строя.

Трубчатые тепловые генераторы: устройство и принцип работы

В этой модели кавитационное тепло вырабатывается благодаря продольному расположению трубок:

• помпа способствует нагнетанию давления во входящую камеру, и рабочая субстанция направляется через трубки. При этом на входе образуются пузырьки;
• при попадании во вторую камеру, где установлено высокое давление, пузырьки разрушаются, в процессе образуется тепловой потенциал.

Трубчатый тепловой генератор

Выработанная таким способом энергия направляется вместе с паром на отопление дома. Как утверждают производители трубчатых теплогенераторов кавитации, как и специалисты в сфере климатического оборудования, эта модель отличается высокими показателями КПД.

Особенности ультразвуковых генераторов кавитационного действия

В установке создаются ультразвуковые волны, благодаря которым образуется кавитационное тепло. Для этого применяется кварцевая пластина, на ее основе под воздействием электрического тока создаются звуковые колебания. Они направляются на вход, впоследствии чего образуется вибрация. На обратной фазе звуковых волн возникают участки разряжения и наблюдается эффект кавитации. Принцип работы ультразвукового кавитатора предполагает минимальные потери энергии и практическое отсутствие трения. Всем этим обуславливается исключительно высокий КПД ультразвукового оборудования.

Плюсы и минусы

Основным достоинством кавитационного теплогенератора считается экономичность работы отопительного устройства. Также среди плюсов отмечают следующие факторы:

• высокий уровень производительности прибора;
• возможность самостоятельного изготовления и монтажа;
• оборудование можно установить без разрешительных документов.

Среди недостатков выделяют:

• необходимо обустроить отдельное помещение под котельную;
• достаточно высокий уровень шума при работе прибора.

Нельзя забывать, что оборудование занимает много места.

Критерии выбора

При выборе устройства кавитации учитывают следующие моменты:

1. Важно подобрать конструкцию в соответствии с условиями эксплуатации. Следует учесть масштабы отапливаемого пространства, возможности теплоизоляции помещений, климатические особенности местности в межсезонье и зимой.
2. Стоит решить вопросы комплектации при приобретении стандартного оборудования. В этом случае, желательно, чтобы изделие было укомплектовано датчиками защиты и приборами контроля тепла. Оптимальный вариант – приобретение техники с автоматическим блоком контроля и управления, также стоит заказать услугу «монтаж под ключ».
3. В случае приобретения оборудования по отдельным элементам, необходимо четко знать все особенности каждого компонента системы.

Если планируется самостоятельное изготовление, важно тщательно изучить схемы и вооружиться рекомендациями специалистов, далее приступают к выбору модели.

Популярные модели

Отечественными производителями предлагаются модели кавитаторов гидроударного и электрогидроударного типа. Линейка включает в себя агрегаты небольшой мощности.

ВТГ-2.2

Оборудование представляет собой прибор малой мощности, который подходит для отопления сооружения объемом до 90 м³. Стоимость продукции варьируется в пределах 32-35 т. р.

ВГТ-30

Агрегат средней мощности, разработан для обогрева зданий объемом до 1400 м³. Требуется комплектация в виде шкафа управления. Цена изделия – около 150 000 р.

ИТПО

Продукция ижевских производителей, как заявляют поставщики кавитаторов, располагает КПД до 150%. Несмотря на высокий диапазон стоимости, модель привлекает внимание широкой аудитории потребителей.

Как изготовить кавитационные теплогенераторы своими руками?

Оборудование представляет собой простое устройство, что позволяет при необходимости самостоятельно изготовить конструкцию.

Необходимые инструменты и материалы:

• манометры – для контроля давления на входе/выходе;
• термометры – для измерения температуры рабочей жидкости при входе/выходе;
• гильзы под термометры.

Также нужны патрубки с кранами – входные и для выхода.

Особенности выбора насоса

Параметры насоса должны соответствовать специфическим требованиям. Так, нужен агрегат с возможностью работы с высокотемпературными субстанциями. Также учитывается способность прибора создавать необходимое рабочее давление – при входе жидкости достаточно давления в 4 атмосферы, для увеличения скорости нагрева требуется показатель до 12 атмосфер.

Изготовление кавитационной камеры

В самодельных приборах кавитации чаще всего предусматривается вариант в виде сопла Лаваля. Выбирая размер сечения проходного канала, стоит учитывать, что требуется обеспечение максимального перепада давления рабочей субстанции. Для этого подбирают модель наименьшего диаметра, в результате получается достаточно активный процесс кавитации. Приемлемым считается d9-16 мм, при меньшем сечении уменьшается интенсивность водного потока, что приводит к смешиванию жидкости с холодными массами. Применение сопла с маленьким отверстием также чревато следующими последствиями:

• увеличивается число воздушных пузырьков. В результате наблюдается усиление шума при работе оборудования;
• есть риск образования пузырьков уже в камере насоса, что может стать причиной его быстрого выхода из строя.

В зависимости от параметров установки выбирают сопла цилиндрической формы, закругленного или конусного профиля. Главное – необходимо обеспечить образование вихревого процесса уже на начальном этапе входа рабочей субстанции в сопло.

Особенности изготовления водяного контура

При самостоятельном конструировании прибора предварительно выполняют схему: определяют протяженность контура, уточняют особенности модели и переносят все это мелом на пол.

Конструкция представляет собой изогнутую трубу, которая присоединяется к выходу камеры, далее рабочая среда снова подается на вход.Субстанцияв контур поступает по направлению против часовой стрелки. Контур снабжается двумя манометрами и парой гильз с термометрами. Модель дополняет вентиль для сбора воздуха. Для регулирования давления вентиль устанавливается между входом и выходом.

Испытание генератора

После установки оборудования и подключения радиаторов к системе отопления насосное устройство включают в сеть и запускают двигатель. При исправной работе конструкции подается необходимое количество воды. Показание манометров давления жидкой среды регулируют при помощи вентиля, учитывая, что требуется разница в диапазоне 8-12 атмосфер. После пуска рабочей жидкости наблюдают параметры температуры: корректным считается нагревание 3-5°C/10 минут. С учетом, что система и насос запитаны 15 л воды, за небольшой отрезок времени нагрев достигнет 60°C. Это хороший результат для эффективной работы отопительного оборудования.

Отопительное оборудование кавитационного типа – экономичный прибор, который способен обогреть помещение за короткий промежуток времени. Производители предлагают различные модели устройства, при необходимости несложно изготовить конструкции самостоятельно с учетом особенностей обустраиваемой площади.

Кавитационный генератор своими руками чертежи устройство

Плотно занимаясь вопросами утепления и отопления дома, мы часто сталкиваемся с тем, что появляются какие-то чудо-приборы или материалы, которые позиционируются как прорыв века. При дальнейшем изучении оказывается, что это очередная манипуляция. Яркий тому пример кавитационный теплогенератор. В теории все получается очень выгодно, но пока на практике (в процессе полноценной эксплуатации) доказать эффективность прибора не удалось. То ли времени не хватило, то ли не все так гладко.

Критический взгляд на кавитационный теплогенератор

С позиции обычного пользователя кавитационный теплогенератор вызывает некоторое недоверие. Такова уж природа человека. По заявлениям изобретателей этот прибор выдает КПД в 300%. То есть агрегат, потребляя 1 кВт электрической энергии, выдает 3 кВт тепловой. Но так ли это на самом деле?

На уважаемых форумах нагрев воды кавитацией считают возможным, но эффективность этого процесса не превышает 60%. А по факту, это новшество всерьез никто не воспринимает. Да, на кавитационный теплогенератор есть патент, но это еще ничего не значит. Например, на краску-утеплитель тоже есть сертификаты и некоторые подрядчики даже пролоббировали возможность утеплять ею фасады многоэтажек в рамках государственной программы. Вот только после такого утепления люди оббили пороги судов, чтобы вернуть потраченные деньги, так как эффективность жидкой теплоизоляции не подтвердилась на практике.

Изобретатель может получить на свое детище патент, который в случае успешного внедрения будет приносить доход. Но это не дает гарантии, что прибор будет в будущем работать по заявленному алгоритму. Также нет гарантий, что его будут выпускать серийно.

При замере эффективности опытных образцов использовался какой-то хитрый способ вычисления КПД, понять который простому смертному не дано. Конкретики мало, сплошное замыливание глаз. Грубо говоря, все гладко только в теории. Если образец 100% рабочий, то почему ученым еще не присвоена Нобелевская премия?

На множественных форумах нам не удалось найти ни одного человека, который бы отапливал свой дом кавитационным генератором. Нет реальных доказательств его эффективности. В сети можно найти видео про этот прибор, но толкового объяснения, что и как работает – нет, все вокруг да около и крайне неубедительно. Мы считаем, что данный метод обогрева дома не стоит внимания.

Что такое кавитация

Кавитация – это негативное явление, которое возникает из-за перепада давления в жидкости. Когда давление воды понижается до значения давления насыщенного пара – это приводит к вскипанию. Это когда жидкость частично переходит в состояние пара, то есть образуются пузырьки. Когда давление повышается до уровня выше значения насыщенного пара – пузырьки лопаются. В результате всхлопывания возникают локальные волны давления до 7 тыс. бар. Эти волны давления и называются кавитацией.

Для утепления мансарды изнутри минватой своими руками нужно использовать паробарьеры.

 

Это касается и технологии утепления крыши изнутри минватой. Но кроме пароизоляции еще используется гидробарьер.

Последствия кавитации:

• эрозия металлов;
• питтинговая коррозия;
• появление вибраций.

Изобретатели кавитационного генератора уверяют, им удалось извлечь из негативного явления пользу.

Сделать своими руками?

Вы можете купить готовый кавитационный теплогенератор, но сделать это устройство своими руками по чертежам вряд ли получиться. В лучшем случае выйдет шумная машина, в которой кавитации не будет. Кроме этого, перед тем как что-то сделать, нужно задать себе вопрос: «Зачем?». Есть масса способов обогреть дом:

Последствия кавитации.

Не верьте тем, кто говорит, что сделать кавитационные теплогенераторы своими руками легко и просто, потратив две копейки. Это не так. Вы потратите только свое время и не получите взамен ничего, кроме разочарования.

Выбор материалов для утепления кровли изнутри минватой относительно невелик.

 

По сравнению со скатной крышей, утепление чердачного перекрытия минватой является более простым процессом.

Вот на видео ниже пример того, как народный умелец сделать данный прибор. Как думаете, можно им обогреть хоть что-нибудь?

Кавитация — ТеплоВики — энциклопедия отопления

Материал из ТеплоВики — энциклопедия отоплении

Кавитация — это образование пузырьков пара в результате локального уменьшения давления ниже давления парообразования перекачиваемой жидкости на входе рабочего колеса. Это приводит к снижению мощности (напора), неравномерной подаче, снижению КПД, а также к возникновению шумов и разрушению элементов насоса. Микроскопические взрывы, являющиеся следствием образования, а затем схлопывания пузырьков в областях с более высоким давлением (например, на выходе рабочего колеса), приводят к повреждению и разрушению поверхностей элементов насоса. Первыми признаками этого процесса являются шумы или повреждения на выходе рабочего колеса.

Это приводит к снижению мощности (напора), неравномерной подаче, снижению КПД, а также к возникновению шумов и разрушению элементов насоса. Микроскопические взрывы, являющиеся следствием образования, а затем схлопывания пузырьков в областях с более высоким давлением (например, на выходе рабочего колеса), приводят к повреждению и разрушению поверхностей элементов насоса. Первыми признаками этого процесса являются шумы или повреждения на выходе рабочего колеса.

Степень повреждения материала зависит от его качества. Так, например, прочность литья из нержавеющей стали класса 1.4408 (AISI 316) примерно в 20 раз выше, чем у материала, стандартно используемого в насосостроении, — серого чугуна (GG 25). Прочность бронзы выше в два раза, чем у чугуна.

Изменяя скорость потока жидкости, давление и температуру перекачиваемой жидкости, можно не допустить кавитацию. Уменьшение скорости потока и увеличение давления снижает вероятность появления кавитации. Так, например, повышая давление на входе (например, в результате увеличения подпора, повышения уровня воды в шахте) можно снизить вероятность образования пузырьков пара и избежать кавитации.

Паровые пузырьки в жидкости легче образуются при пониженном давлении. Когда же давление окружающей среды становится больше давления насыщенного пара жидкости, кавитационный пузырек с силой схлопывается. Такое схлопывание пузырьков создает шум, вызывает вибрацию и повреждения конструкций, неблагоприятно отражается на работе соответствующих машин и механизмов. Местное понижение давления в жидкости происходит при быстром относительном движении тела и жидкости.

Закон Бернулли

Картина обтекания профиля

Согласно закону Бернулли, в жидкости без трения энергия постоянна вдоль линии тока. Это можно выразить равенством

где
p — давление,
r — плотность,
v — скорость
Индексы 0, 1 и 2 относятся к любым трем точкам на данной линии тока.

Из указанного равенства следует, что при увеличении скорости понижается местное давление (пропорционально квадрату скорости). Всякая частица жидкости, движущаяся по искривленной линии тока, например, огибающей профиль, ускоряется и претерпевает понижение местного давления. Если давление снижается до давления насыщенного пара, то возникает кавитация. Таков механизм явления кавитации на подводных крыльях, гребных винтах, лопатках турбин и лопастях насосов. В случае жидкости, текущей по трубе, согласно закону сохранения массы (уравнению неразрывности), скорость жидкости увеличивается в местах сужения трубы, где также возможна кавитация.

Кавитационный коэффициент

Кавитация на подводном крыле Кавитация на гребневом винте

Явление кавитации совершенно одинаково и для потока, обтекающего неподвижное тело, и для среды, в которой движется тело. В обоих случаях важны лишь относительная скорость и абсолютное давление. Соотношение между давлением и скоростью, при которых происходит кавитация, дается безразмерным критерием s, который называется кавитационным коэффициентом (числом кавитации) и определяется выражением

где p_v — давление насыщенного пара жидкости при данной температуре.

Типы кавитации. На рисунке представлена кавитация на неподвижном подводном крыле, снятая в высокоскоростной гидродинамической трубе. При определенной скорости течения воды местное давление у поверхности крыла понижается до давления водяного пара. На поверхности крыла появляются кавитационные каверны. Пузыри растут, смещаясь в направлении течения. (Поскольку пузыри образуются возле поверхности крыла, они имеют полусферическую форму.) Такой тип кавитации называется нестационарной (сбегающей) пузырьковой кавитацией. Если на поверхности имеется какой-нибудь выступ, то пузыри концентрируются на нем. Такая стационарная кавитация тоже показана на рисунке.

Кавитация может происходить в зоне вихрей, образующихся в местах повышенного сдвига и пониженного давления. Вихревая кавитация часто наблюдается на передней кромке подводных крыльев, на передних кромках лопастей и позади ступицы гребного винта. Возможно одновременное возникновение разных типов кавитации. На рисунке представлен морской гребной винт с вихревой кавитацией на передних кромках лопастей, стационарными кавитационными кавернами на поверхности лопастей и присоединенной вихревой кавитацией позади ступицы. Кавитация в жидкости, вызываемая звуковой волной, называется акустической.

Кавитация и техника

Скорость течения обычно сильно снижается у задней кромки профиля. Здесь давление становится выше давления пара. Как только условия, благоприятные для кавитации, исчезают, пузырьки тут же схлопываются. Энергия, высвобождающаяся при схлопывании пузырей, весьма значительна.

Результат кавитации на примере крыльчатки насоса

Эрозия

Большая энергия, рассеиваемая при схлопывании кавитационных пузырей, может приводить к повреждению поверхностей подводных конструкций, гребных винтов, турбин, насосов и даже узлов ядерных реакторов. Масштабы такого явления, называемого гидравлической эрозией, могут быть разными — от точечной поверхностной эрозии после многих лет эксплуатации до катастрофического выхода из строя больших конструкций.

Вибрация

Кавитация на гребных винтах может вызывать периодические колебания давления, действующего на корпус судна и силовые установки. Кавитационная вибрация судна создает дискомфортные условия для пассажиров и команды.

КПД и скорость

Кавитация может существенно увеличивать гидродинамическое сопротивление, в результате чего снижается коэффициент полезного действия гидравлического оборудования. Чрезмерная кавитация на гребном винте может уменьшить его тягу и ограничить максимальную скорость судна; кавитация может также быть причиной снижения производительности турбины или насоса и даже срыва его работы.

Шум

Основная статья: Шум

Некоторая часть энергии, высвобождающейся при схлопывании кавитационных пузырей, преобразуется в звуковые волны. Такой шум особенно нежелателен на военно-морских судах, поскольку повышает вероятность их обнаружения.

Как правило, кавитация нежелательна (в морской и турбонасосной технике). Но в некоторых случаях ее вызывают намеренно. Примером может служить кавитационный гидромонитор. Большая энергия, высвобождающаяся при схлопывании кавитационных пузырей в водяной струе, используется для бурения (за счет эрозии) горных пород и для обработки поверхностей.

Биологическое действие

При ультразвуковом медицинском обследовании в биологических тканях могут возникать и расти кавитационные пузырьки. При наличии кавитации ультразвук большой интенсивности может вызвать повреждение тканей.

Литература

• Кнэпп Р., Дейли Дж., Хэммит Ф. Кавитация. М., 1974
• Акуличев В.А. Кавитация в криогенных и кипящих жидкостях. М., 1978
• Левковский Ю.Л. Структура кавитационных течений. Л., 1978
• Иванов А.Н. Гиродинамика развитых кавитационных течений. Л., 1980

См.также

Источники

http://www.wilo.ua

Кавитация в насосах отопления — Инженер ПТО

Для отопления помещений или нагрева жидкостей зачастую применяются классические приспособления – тэны, камеры сгорания, нити накаливания и т.д. Но наряду с ними применяются устройства с принципиально иным типом воздействия на теплоноситель. К таким устройствам относится кавитационный теплогенератор, работа которого заключается в формировании пузырьков газа, за счет которых и возникает выделение тепла.

Устройство и принцип работы

Принцип действия кавитационного теплогенератора заключается в эффекте нагрева за счет преобразования механической энергии в тепловую. Теперь более детально рассмотрим само кавитационное явление. При создании избыточного давления в жидкости возникают завихрения, из-за того, что давление жидкости больше чем у содержащегося в ней газа, молекулы газа выделяются в отдельные включения – схлопывание пузырьков. За счет разности давления вода стремиться сжать газовый пузырь, что аккумулирует на его поверхности большое количество энергии, а температура внутри достигает порядка 1000 — 1200ºС.

При переходе кавитационных полостей в зону нормального давления пузырьки разрушаются, и энергия от их разрушения выделяется в окружающее пространство. За счет чего происходит выделение тепловой энергии, а жидкость нагревается от вихревого потока. На этом принципе основана работа тепловых генераторов, далее рассмотрите принцип работы простейшего варианта кавитационного обогревателя.

Простейшая модель

Посмотрите на рисунок 1, здесь представлено устройство простейшего кавитационного теплогенератора, который заключается в нагнетании насосом воды к месту сужения трубопровода. При достижении водяным потоком сопла давление жидкости значительно возрастает и начинается образование кавитационных пузырьков. При выходе из сопла пузырьки выделяют тепловую мощность, а давление после прохождения сопла значительно снижается. На практике может устанавливаться несколько сопел или трубок для повышения эффективности.

Идеальный теплогенератор Потапова

Идеальным вариантом установки считается теплогенератор Потапова, который имеет вращающийся диск (1) установленный напротив стационарного (6). Подача холодной воды осуществляется с трубы расположенной внизу (4) кавитационной камеры (3), а отвод уже нагретой с верхней точки (5) той же камеры. Пример такого устройства приведен на рисунке 2 ниже:

Рис. 2: кавитационный теплогенератор Потапова

Но широкого распространения устройство не получило из-за отсутствия практического обоснования его работы.

Основная задача кавитационного теплогенератора – образование газовых включений, а от их количества и интенсивности будет зависеть качество нагрева. В современной промышленности существует несколько видов таких теплогенераторов, отличающихся принципом выработки пузырьков в жидкости. Наиболее распространенными являются три вида:

• Роторные теплогенераторы – рабочий элемент вращается за счет электропривода и вырабатывает завихрения жидкости;
• Трубчатые – изменяют давление за счет системы труб, по которым движется вода;
• Ультразвуковые – неоднородность жидкости в таких теплогенераторах создается за счет звуковых колебаний низкой частоты.

Помимо вышеперечисленных видов существует лазерная кавитация, но промышленной реализации этот метод еще не нашел. Теперь рассмотрим каждый из видов более детально.

Роторный теплогенератор

Состоит из электрического двигателя, вал которого соединен с роторным механизмом, предназначенным для создания завихрений в жидкости. Особенностью роторной конструкции является герметичный статор, в котором и происходит нагревание. Сам статор имеет цилиндрическую полость внутри – вихревую камеру, в которой происходит вращение ротора. Ротор кавитационного теплогенератора представляет собой цилиндр с набором углублений на поверхности, при вращении цилиндра внутри статора эти углубления создают неоднородность в воде и обуславливают протекание кавитационных процессов.

Рис. 3: конструкция генератора роторного типа

Количество углублений и их геометрические параметры определяются в зависимости от модели вихревого теплогенератора. Для оптимальных параметров нагрева расстояние между ротором и статором составляет порядка 1,5мм. Данная конструкция является не единственной в своем роде, за долгую историю модернизаций и улучшений рабочий элемент роторного типа претерпел массу преобразований.

Одной первых эффективных моделей кавитационных преобразователей был генератор Григгса, в котором использовался дисковый ротор с несквозными отверстиями на поверхности. Один из современных аналогов дисковых кавитационных теплогенераторов приведен на рисунке 4 ниже:

Рис. 4: дисковый теплогенератор

Несмотря на простоту конструкции, агрегаты роторного типа достаточно сложные в применении, так как требуют точной калибровки, надежных уплотнений и соблюдения геометрических параметров в процессе работы, что обуславливает трудности их эксплуатации. Такие кавитационные теплогенераторы характеризуются достаточно низким сроком службы – 2 — 4 года из-за кавитационной эрозии корпуса и деталей. Помимо этого они создают достаточно большую шумовую нагрузку при работе вращающегося элемента. К преимуществам такой модели относится высокая продуктивность – на 25% выше, чем у классических нагревателей.

Трубчатые

Статический теплогенератор не имеет вращающихся элементов. Нагревательный процесс в них происходит за счет движения воды по трубам, сужающимся по длине или за счет установки сопел Лаваля. Подача воды на рабочий орган осуществляется гидродинамическим насосом, который создает механическое усилие жидкости в сужающемся пространстве, а при ее переходе в более широкую полость возникают кавитационные завихрения.

В отличии от предыдущей модели трубчатое отопительное оборудование не производит большого шума и не изнашивается так быстро. При установке и эксплуатации не нужно заботиться о точной балансировке, а при разрушении нагревательных элементов их замена и ремонт обойдутся куда дешевле, чем у роторных моделей. К недостаткам трубчатых теплогенераторов относят значительно меньшую производительность и громоздкие габариты.

Ультразвуковые

Данный тип устройства имеет камеру-резонатор, настроенную на определенную частоту звуковых колебаний. На ее входе устанавливается кварцевая пластина, которая производит колебания при подаче электрических сигналов. Вибрация пластины создает волновой эффект внутри жидкости, который достигая стенок камеры-резонатора и отражается. При возвратном движении волны встречаются с прямыми колебаниями и создают гидродинамическую кавитацию.

Рис. 5: принцип работы ультразвукового теплогенератора

Далее пузырьки уносятся водным потоком по узким входным патрубкам тепловой установки. При переходе в широкую область пузырьки разрушаются, выделяя тепловую энергию. Ультразвуковые кавитационные генераторы также обладают хорошими эксплуатационными показателями, так как не имеют вращающихся элементов.

Применение

В промышленности и в быту кавитационные теплогенераторы нашли реализацию в самых различных сферах деятельности. В зависимости от поставленных задач они применяются для:

• Отопления – внутри установок происходит преобразование механической энергии в тепловую, благодаря чему нагретая жидкость двигается по системе отопления. Следует отметить, что кавитационные теплогенераторы могут отапливать не только промышленные объекты, но и целые поселки.
• Нагревание проточной воды – кавитационная установка способна быстро нагревать жидкость, за счет чего может легко заменять газовую или электрическую колонку.
• Смешение жидких веществ – за счет разрежения в слоях с получением мелких полостей такие агрегаты позволяют добиться надлежащего качества перемешивания жидкостей, которые естественным образом не совмещаются из-за разной плотности.

Плюсы и минусы

В сравнении с другими теплогенераторами, кавитационные агрегаты отличаются рядом преимуществ и недостатков.

К плюсам таких устройств следует отнести:

• Куда более эффективный механизм получения тепловой энергии;
• Расходует значительно меньше ресурсов, чем топливные генераторы;
• Может применяться для обогрева как маломощных, так и крупных потребителей;
• Полностью экологичен – не выделяет в окружающую среду вредных веществ во время работы.

К недостаткам кавитационных теплогенераторов следует отнести:

• Сравнительно большие габариты – электрические и топливные модели имеют куда меньшие размеры, что немаловажно при установке в уже эксплуатируемом помещении;
• Большая шумность за счет работы водяного насоса и самого кавитационного элемента, что затрудняет его установку в бытовых помещениях;
• Неэффективное соотношение мощности и производительности для помещений с малой квадратурой (до 60м 2 выгоднее использовать установку на газу, жидком топливе или эквивалентной электрической мощности с нагревательным тэном).

КТГ своими руками

Наиболее простым вариантом для реализации в домашних условиях является кавитационный генератор трубчатого типа с одним или несколькими соплами для нагревания воды. Поэтому разберем пример изготовления именно такого устройства, для этого вам понадобится:

• Насос – для нагревания обязательно выбирайте тепловой насос, который не боится постоянного воздействия высоких температур. Он должен обеспечивать рабочее давление на выходе в 4 – 12атм.
• 2 манометра и гильзы для их установки – размещаются с двух сторон от сопла для измерения давления на входе и выходе из кавитационного элемента.
• Термометр для измерения величины нагрева теплоносителя в системе.
• Клапан для удаления лишнего воздуха из кавитационного теплогенератора. Устанавливается в самой верхней точке системы.
• Сопло – должно иметь диаметр проходного отверстия от 9 до 16мм, делать меньше не рекомендуется, так как кавитация может возникнуть уже в насосе, что значительно снизит срок его эксплуатации. По форме сопло может быть цилиндрическим, коническим или овальным, с практической точки зрения вам подойдет любое.
• Трубы и соединительные элементы (радиаторы отопления при их отсутствии ) – выбираются в соответствии с поставленной задачей, но наиболее простым вариантом являются пластиковые трубы под пайку.
• Автоматика включения/отключения кавитационного теплогенератора – как правило, подвязывается под температурный режим, устанавливается на отключение примерно при 80ºС и на включение при снижении менее 60ºС. Но режим работы кавитационного теплогенератора вы можете выбрать самостоятельно.

Рис. 6: схема кавитационного теплогенератора

Перед соединением всех элементов желательно нарисовать схему их расположения на бумаге, стенах или на полу. Места расположения необходимо размещать вдали от легковоспламеняемых элементов или последние нужно убрать на безопасное расстояние от системы отопления.

Соберите все элементы, как вы изобразили на схеме, и проверьте герметичность без включения генератора. Затем опробуйте в рабочем режиме кавитационного теплогенератора, нормальным нарастанием температуры жидкости считается 3- 5ºС за одну минуту.

Любая замкнутая система отопления нуждается в предварительных расчетах для мощности насоса систем водоснабжения и отопления, чтобы быть уверенным, что помещение будет прогреваться максимально равномерно. Чтобы начать расчет насоса отопления, важно определиться с его типом.

Разновидности устройств

Каждый из двух модификаций насосов имеет свои особенности, если прибор с «сухим» ротором обычно более громоздок, то насос с «мокрым» ротором, как правило, компактнее, но ограничен по мощности и не подходит для больших систем. Мокрым ротор называется из-за того, что подвижные части мотора находятся в воде, ей же осуществляется их смазка и охлаждение, что предъявляет некоторые требования по чистоте к перекачиваемой воде.

Циркуляционные насосы в системе отопления

При этом электрические компоненты мотора изолированы от частей, находящихся в воде, разделительным стаканом. Насосы, имеющие «сухой» ротор, охлаждаются воздушным путем, поэтому они чаще всего и более шумные.

Расчет мощности

Оптимальный выбор насоса определяется по графику пересечения кривых напора и расхода воды, значения которых определяются по внутренним характеристикам отопительной системы или водоснабжения. Выбор будет оптимальным, если насос в выбранной рабочей точке будет работать с лучшим КПД, в этом случаем можно считать расчет мощности насоса отопления выполненным верно.

В такой рабочей точке мощность насоса соответствует потреблению энергии отопительной системой. Если рабочая точка выбрана неверно, то установленный по ней насос будет работать плохо, потребляя более высокую мощность, чем это необходимо и, в конечном счёте, может привести к перегрузке и выходу из строя насоса и всей отопительной системы. В таких случаях приходится выбирать новый более мощный насос.

Рабочая точка насоса

Мощность насоса отопления определяется по формуле:

P2(кВт) = (p * Q * H) / 367 * КПД,

здесь p – плотность воды в килограммах на литр, Q – расход воды в кубометрах в час, H – напор воды в метрах.

Расчет производительности по теплу

Производительность насоса по теплу определяется по простой формуле:

Q = S * Qуд / 1000,

здесь Q – производительность в киловаттах, S – площадь отопления в квадратных метрах, Qуд — удельное энергопотребление в ваттах на квадратный метр.

Удельное потребление энергии отличается для разных типов помещений. В обычных многоквартирных домах — около 70 Ватт на квадратный метр, в частных домах индивидуальной застройки оно принимается равным 100 Ватт на квадратный метр.

Расчет подачи воды

Подачу воды следует вычислять по формуле:

здесь V – подача воды в кубометрах в час, 1.16 — характеристика теплоёмкости воды, T – разность температур, обычно 10-20 градусов.

Расчет напора воды

Напор воды рассчитывается по формуле:

H = R * L * ZF / 10000,

здесь H — напор в метрах, R — удельное давление в трубопроводе, характеризующее его сопротивление напору, в Паскалях на метр (типичные значения 100-150 Паскалей на метр), L – метраж самого протяжённого участка трубопровода, ZF – нормализующий коэффициент (2.2 для отопительных систем и 2.6 для систем горячего водоснабжения).

Кавитация в системе отопления

В любом трубопроводе возможно возникновение кавитации. Разница в давлении вследствие, например, вследствие естественного спада давления в точках

Кавитация — ТеплоВики — энциклопедия отопления

Материал из ТеплоВики — энциклопедия отоплении

Кавитация — это образование пузырьков пара в результате локального уменьшения давления ниже давления парообразования перекачиваемой жидкости на входе рабочего колеса. Это приводит к снижению мощности (напора), неравномерной подаче, снижению КПД, а также к возникновению шумов и разрушению элементов насоса. Микроскопические взрывы, являющиеся следствием образования, а затем схлопывания пузырьков в областях с более высоким давлением (например, на выходе рабочего колеса), приводят к повреждению и разрушению поверхностей элементов насоса. Первыми признаками этого процесса являются шумы или повреждения на выходе рабочего колеса.

Это приводит к снижению мощности (напора), неравномерной подаче, снижению КПД, а также к возникновению шумов и разрушению элементов насоса. Микроскопические взрывы, являющиеся следствием образования, а затем схлопывания пузырьков в областях с более высоким давлением (например, на выходе рабочего колеса), приводят к повреждению и разрушению поверхностей элементов насоса. Первыми признаками этого процесса являются шумы или повреждения на выходе рабочего колеса.

Степень повреждения материала зависит от его качества. Так, например, прочность литья из нержавеющей стали класса 1.4408 (AISI 316) примерно в 20 раз выше, чем у материала, стандартно используемого в насосостроении, — серого чугуна (GG 25). Прочность бронзы выше в два раза, чем у чугуна.

Изменяя скорость потока жидкости, давление и температуру перекачиваемой жидкости, можно не допустить кавитацию. Уменьшение скорости потока и увеличение давления снижает вероятность появления кавитации. Так, например, повышая давление на входе (например, в результате увеличения подпора, повышения уровня воды в шахте) можно снизить вероятность образования пузырьков пара и избежать кавитации.

Паровые пузырьки в жидкости легче образуются при пониженном давлении. Когда же давление окружающей среды становится больше давления насыщенного пара жидкости, кавитационный пузырек с силой схлопывается. Такое схлопывание пузырьков создает шум, вызывает вибрацию и повреждения конструкций, неблагоприятно отражается на работе соответствующих машин и механизмов. Местное понижение давления в жидкости происходит при быстром относительном движении тела и жидкости.

Закон Бернулли

Картина обтекания профиля

Согласно закону Бернулли, в жидкости без трения энергия постоянна вдоль линии тока. Это можно выразить равенством

где
p — давление,
r — плотность,
v — скорость
Индексы 0, 1 и 2 относятся к любым трем точкам на данной линии тока.

Из указанного равенства следует, что при увеличении скорости понижается местное давление (пропорционально квадрату скорости). Всякая частица жидкости, движущаяся по искривленной линии тока, например, огибающей профиль, ускоряется и претерпевает понижение местного давления. Если давление снижается до давления насыщенного пара, то возникает кавитация. Таков механизм явления кавитации на подводных крыльях, гребных винтах, лопатках турбин и лопастях насосов. В случае жидкости, текущей по трубе, согласно закону сохранения массы (уравнению неразрывности), скорость жидкости увеличивается в местах сужения трубы, где также возможна кавитация.

Кавитационный коэффициент

Кавитация на подводном крыле Кавитация на гребневом винте

Явление кавитации совершенно одинаково и для потока, обтекающего неподвижное тело, и для среды, в которой движется тело. В обоих случаях важны лишь относительная скорость и абсолютное давление. Соотношение между давлением и скоростью, при которых происходит кавитация, дается безразмерным критерием s, который называется кавитационным коэффициентом (числом кавитации) и определяется выражением

где p_v — давление насыщенного пара жидкости при данной температуре.

Типы кавитации. На рисунке представлена кавитация на неподвижном подводном крыле, снятая в высокоскоростной гидродинамической трубе. При определенной скорости течения воды местное давление у поверхности крыла понижается до давления водяного пара. На поверхности крыла появляются кавитационные каверны. Пузыри растут, смещаясь в направлении течения. (Поскольку пузыри образуются возле поверхности крыла, они имеют полусферическую форму.) Такой тип кавитации называется нестационарной (сбегающей) пузырьковой кавитацией. Если на поверхности имеется какой-нибудь выступ, то пузыри концентрируются на нем. Такая стационарная кавитация тоже показана на рисунке.

Кавитация может происходить в зоне вихрей, образующихся в местах повышенного сдвига и пониженного давления. Вихревая кавитация часто наблюдается на передней кромке подводных крыльев, на передних кромках лопастей и позади ступицы гребного винта. Возможно одновременное возникновение разных типов кавитации. На рисунке представлен морской гребной винт с вихревой кавитацией на передних кромках лопастей, стационарными кавитационными кавернами на поверхности лопастей и присоединенной вихревой кавитацией позади ступицы. Кавитация в жидкости, вызываемая звуковой волной, называется акустической.

Кавитация и техника

Скорость течения обычно сильно снижается у задней кромки профиля. Здесь давление становится выше давления пара. Как только условия, благоприятные для кавитации, исчезают, пузырьки тут же схлопываются. Энергия, высвобождающаяся при схлопывании пузырей, весьма значительна.

Результат кавитации на примере крыльчатки насоса

Эрозия

Большая энергия, рассеиваемая при схлопывании кавитационных пузырей, может приводить к повреждению поверхностей подводных конструкций, гребных винтов, турбин, насосов и даже узлов ядерных реакторов. Масштабы такого явления, называемого гидравлической эрозией, могут быть разными — от точечной поверхностной эрозии после многих лет эксплуатации до катастрофического выхода из строя больших конструкций.

Вибрация

Кавитация на гребных винтах может вызывать периодические колебания давления, действующего на корпус судна и силовые установки. Кавитационная вибрация судна создает дискомфортные условия для пассажиров и команды.

КПД и скорость

Кавитация может существенно увеличивать гидродинамическое сопротивление, в результате чего снижается коэффициент полезного действия гидравлического оборудования. Чрезмерная кавитация на гребном винте может уменьшить его тягу и ограничить максимальную скорость судна; кавитация может также быть причиной снижения производительности турбины или насоса и даже срыва его работы.

Шум

Основная статья: Шум

Некоторая часть энергии, высвобождающейся при схлопывании кавитационных пузырей, преобразуется в звуковые волны. Такой шум особенно нежелателен на военно-морских судах, поскольку повышает вероятность их обнаружения.

Как правило, кавитация нежелательна (в морской и турбонасосной технике). Но в некоторых случаях ее вызывают намеренно. Примером может служить кавитационный гидромонитор. Большая энергия, высвобождающаяся при схлопывании кавитационных пузырей в водяной струе, используется для бурения (за счет эрозии) горных пород и для обработки поверхностей.

Биологическое действие

При ультразвуковом медицинском обследовании в биологических тканях могут возникать и расти кавитационные пузырьки. При наличии кавитации ультразвук большой интенсивности может вызвать повреждение тканей.

Литература

• Кнэпп Р., Дейли Дж., Хэммит Ф. Кавитация. М., 1974
• Акуличев В.А. Кавитация в криогенных и кипящих жидкостях. М., 1978
• Левковский Ю.Л. Структура кавитационных течений. Л., 1978
• Иванов А.Н. Гиродинамика развитых кавитационных течений. Л., 1980

См.также

Источники

http://www.wilo.ua

Кавитационные нагреватели

Технически кавитационные нагреватели — это просто устройства, которые преобразуют механическую энергию в тепловую в рабочей жидкости. Обычная конструкция представляет собой очень неэффективный центробежный насос. Преобразование энергии в кавитационном нагревателе имеет хорошо известные преимущества в промышленных применениях, где рабочая жидкость может быть повреждена при контакте с нагревательными элементами со значительным перепадом температур.

Например, в некоторых приложениях пищевой и химической промышленности, где некоторые составляющие жидкости могут выходить из раствора на поверхности теплопередачи (как при минерализации в водонагревателях и бойлерах) или где требуется нагревание по требованию (например, в воде для жилое или коммерческое использование).Известные коммерческие поставщики обслуживают эти промышленные рынки. -источник.

Есть несколько компаний, которые разработали кавитационные устройства, пожалуйста, проверьте ссылку выше, чтобы увидеть список компаний, которые в настоящее время поставляют кавитационные продукты.

Однако возможно более эффективное использование кавитационной технологии. В частности, за счет вращения ротора с отверстиями, который почти мгновенно создает горячую воду или пар. В результате этот процесс производит на 70% больше энергии, чем было вложено в систему.

Обнаружение гидроудара без топлива.

В Риме, штат Джорджия, Джим Григгс из Hydrodynamics, Inc продемонстрировал сборку и работу «гидрозвукового водяного насоса», который работал сверх единицы, производя горячую воду или пар с энергией, превышающей электрическую энергию, подводимую к двигателю насоса. «Чрезмерное единство» было подтверждено довольными заказчиками, включая пожарную станцию ​​Олбани, куда были приглашены инженеры из «местного университета» и «местной энергетической компании» для проверки эффективности более 100%.

Раскрытие видео

Quote-Hydrosonic Pump Джеймса Григгса уже продается клиентам, регулярно снабжая их энергией сверх единицы. Консультант по энергоэффективности из Джорджии, Григгс изобрел насос в результате своего любопытства к распространенному явлению, называемому гидроударом или кавитацией. Григгс заметил, что тепло исходит от жидкости, которая быстро течет по трубам котла, вызывая падение давления воды в части трубы.Пузырьки, образующиеся в областях с низким давлением, схлопываются, когда переносятся в области с более высоким давлением. Возникающие в результате ударные волны сталкиваются внутри трубы, вызывая эффект гидроудара.

Насос

Григгса состоит из цилиндрического ротора, который плотно прилегает к стальному корпусу. Когда ротор вращается, вода проталкивается через мелкое пространство между ротором и корпусом. В результате ускорение и турбулентность, создаваемые в зазоре, каким-то образом нагревают воду и создают пар. В 1988 году эксперт по испытаниям обнаружил, что тепловая энергия, выделяемая гидрозвуковым насосом, была на 10–30% выше, чем энергия, используемая для вращения ротора.

В 1990 году Григгс основал компанию Hydrodynamics, Inc. Он и его партнер вложили в бизнес более миллиона долларов. Продаваемые ими агрегаты не только более эффективны, чем стандартные котлы, но и требуют меньшего обслуживания. Они самоочищаются и устраняют проблему отложений минералов, снижающих эффективность стандартных котлов. Джорджия Пауэр и отдел гражданского строительства Технологического института Джорджии в настоящее время проводят исследования насоса.

Новое кавитационное устройство, подобное машине Григгса, теперь доступно для испытаний, научных исследований и приобретения исследовательскими лабораториями. Это

«Кинетическая печь» компании Kinetic Heating Systems, Inc., Камминг, Джорджия. Печь, изобретенная совместно Юджином Перкинсом и Ральфом Поупом, представляет собой тепловыделяющее вращающееся кавитационное устройство, на которое изобретатели получили четыре патента США, последний из которых был выдан в 1994 году.Многочисленные независимые компании и агентства по тестированию обнаружили одинаковую производительность, превышающую единицу: коэффициент производительности или C.O.P. (отношение выходной мощности к входной мощности) в диапазоне от 1,2 до 7,0, а наиболее типичная работа — в диапазоне от 1,5 до 2,0. Доктор Маллов и Джед Ротвелл из Infinite Energy недавно подтвердили наличие избыточного тепла в предварительных испытаниях на месте.

Реакции, ответственные за избыток энергии в устройстве Перкинса-Поупа, могут быть новыми ядерными реакциями или открытием резервуаров энергии, которые некоторые называют новыми энергетическими состояниями водорода или энергией нулевой точки.По словам доктора Маллова, нет никакой возможности, чтобы устройство можно было объяснить химической энергией или «энергией хранения». -Конец цитаты. Ссылка на сайт.

В 2002 году было показано, что теплогенератор Akoils (VHG) может производить дешевую тепловую энергию и горячую воду. Теплогенераторы имеют коэффициент преобразования энергии (электрическая — механическая — тепловая), который намного превышает 100%.

Веб-сайт.

Изготавливают универсальные экологически чистые установки с очень низким потреблением электроэнергии и высоким выходом тепловой энергии (коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую более 100%), работающие без нагревательных устройств, предназначены для систем отопления промышленных предприятий, жилищно-коммунальное хозяйство и частные дома.

Этот доступный прототип доказывает, что вихревой теплогенератор (VHG) может производить больше тепловой энергии, чем потребляемой электроэнергии.

Несмотря на то, что у этих людей есть работающее доступное устройство, эта научная находка не получила признания преподавателей, и они, кроме того, не могут убедить преподавателей представить и принять эти открытия.

Их вклады нуждаются в поддержке среды научных исследований и разработок, чтобы процветать, и они будут поддержаны грантом и представлены в исследованиях преподавателей в предлагаемом центре исследований и разработок Panaceas.

Если вы являетесь членом общества или научной группы, которая может помочь в грантах для центра или в исследованиях кавитации, пожалуйста, свяжитесь с Panacea.

Примечание. Кроме того, технология Roto Verter с открытым исходным кодом от Panacea также может значительно повысить эффективность этой технологии.

Ссылки на исследования

Ссылка

Ссылка

Ссылка

Ссылка

Ссылка

Ссылка

Ссылка

Ссылка

Ссылка

.

Кавитация — Введение

Кавитация — распространенная проблема в насосах и регулирующих клапанах, вызывающая серьезный износ и повреждения. При неправильных условиях кавитация резко сокращает срок службы компонентов.

Что такое кавитация?

Кавитация может возникнуть, когда местное статическое давление в жидкости достигает уровня ниже давления пара жидкости при фактической температуре. Согласно уравнению Бернулли это может произойти, когда жидкость ускоряется в регулирующем клапане или вокруг крыльчатки насоса.

Само испарение не вызывает повреждений — повреждение происходит, когда пар почти сразу после испарения схлопывается, когда скорость уменьшается, а давление увеличивается.

Предотвращение кавитации

Как правило, кавитации можно избежать, увеличив расстояние (разность давлений) между фактическим местным статическим давлением в жидкости и давлением паров жидкости при фактической температуре

Это может быть выполнено:

• модернизация компонентов, инициирующая высокие скорости и низкие статические давления
• увеличение общего или локального статического давления в системе
• снижение температуры жидкости

модернизация компонентов, инициирующая высокую скорость и Низкое статическое давление

Кавитации и повреждений можно избежать, используя специальные компоненты, разработанные для реальных суровых условий.

• Условия с большими перепадами давления могут — с ограничениями — обрабатываться с помощью многоступенчатых регулирующих клапанов
• Сложные условия перекачки с температурами жидкости, близкими к температуре испарения, могут обрабатываться с помощью специальных насосов, работающих по другим принципам, чем центробежные насосы

Повышение общего или местного давления в системе

За счет увеличения общего или местного давления в системе расстояние между статическим давлением и давлением испарения увеличивается, и можно избежать испарения и кавитации.

Отношение статического давления к давлению испарения — показатель возможности испарения, часто выражается числом кавитации.

К сожалению, не всегда возможно увеличить общее статическое давление из-за классификации систем или других ограничений. Местное статическое давление в компонентах может быть увеличено путем опускания (подъема) компонента в системе. Регулирующие клапаны и насосы, как правило, следует размещать в нижней части системы , чтобы максимизировать статический напор.

Это обычное решение для питающих насосов котлов, принимающих горячий конденсат (вода, близкая к 100 ^или C ) из ​​приемников конденсата паровых установок.

Снижение температуры жидкости

Давление испарения зависит от температуры жидкости. Давление пара для воды — нашей наиболее распространенной жидкости — указано ниже:

Примечание! — имейте в виду, что давление испарения и возможная кавитация резко возрастают с увеличением температуры воды.

Кавитации можно избежать, разместив компоненты в самой холодной части системы. Пример — насосы и регулирующие клапаны в системах отопления обычно размещают в «холодных» обратных линиях перед нагревателями и теплообменниками.

.Каталог

: кавитационные нагреватели — PESwiki.com

Кавитационные нагреватели — это просто устройства, которые преобразуют механическую энергию в тепловую в рабочей жидкости. Обычная конструкция представляет собой очень неэффективный центробежный насос. Преобразование энергии в кавитационном нагревателе имеет хорошо известные преимущества в промышленных применениях, где рабочая жидкость может быть повреждена при контакте с нагревательными элементами со значительным перепадом температур (например, в некоторых приложениях пищевой и химической обработки), где присутствуют некоторые составляющие жидкости. может выходить из раствора на поверхности теплопередачи (например, при минерализации в водонагревателях и бойлерах) или там, где требуется нагревание по требованию (например, вода для бытового или коммерческого использования).Известные коммерческие поставщики обслуживают эти промышленные рынки.

«Кавитация» относится к образованию пузырьков в жидкости, так что рабочее колесо работает в смешанной фазе (жидкость с пузырьками газа). Насосы обычно не предназначены для работы со смешанной фазой (на самом деле это их разрушит). С другой стороны, кавитационные нагреватели часто предназначены для создания потока смешанной фазы как части перемешивания жидкости, что приводит к термическому преобразованию.

В промышленных кавитационных нагревателях механическая энергия, приводящая в движение нагреватель, входная энергия (например, двигатель, приводящий в движение нагреватель), немного меньше тепловой энергии, приводящей к выходной энергии жидкости (как видно по повышению температуры).Это происходит из-за сохранения энергии при преобразовании механической энергии в тепловую с небольшими потерями (обычно менее 1 процента) при преобразовании, которые объясняются хорошо понятными неэффективностями преобразования.

Некоторые изобретатели кавитационных нагревателей и компании заявляют, что выход тепловой энергии, передаваемой жидкости их устройством, значительно превышает ввод механической энергии, приводящей в действие нагреватель. Эти заявления о большем количестве выделяемой энергии, чем вводимой, встречают как с интересом со стороны тех, кто ищет новые источники энергии, так и с потенциальной физикой, стоящей за ними, а также со значительным скептицизмом, потому что такие утверждения до сих пор никогда не подвергались независимой проверке.

Около

Произошла ошибка при работе с wiki: Код [1] — Кавитация — это явление, при котором в жидкости образуются небольшие и в основном пустые полости, которые расширяются до больших размеров, а затем быстро разрушаются. Когда кавитационные пузырьки схлопываются, они фокусируют энергию жидкости в очень малых объемах. Тем самым они создают точки высокой температуры и излучают ударные волны. Коллапс полостей требует очень высоких энергий.

Проверка и тестирование

Новая энергетическая лаборатория исследования устройств и обновленных данных об испытаниях процессов — сообщил Эд Уолл о тестировании гидрозонических насосов.(Бесконечная энергия, том 6, выпуск № 31, май 2000 г.)

Видео

Видео о насосе Hydrosonic

заявляет о чрезмерном единстве — при вращении ротора с отверстиями почти мгновенно создается горячая вода или пар, производя на 70% больше энергии, чем было вложено в систему. (YouTube, 2 ноября 2006 г.)

Полное видео (50:18 мин.) — В воскресенье, 17 декабря 1995 г., зрители в Великобритании увидели часовую программу T V., которая, наконец, дает четкое послание, что «бесплатно … вся» энергия » по пути.(YouTube, 17 апреля 2006 г.)

Комментарий ZPEnergy (10 декабря 2006 г.)

http://www.rexresearch.com/griggs/griggs.htm — Информация об этом агрегате.

Компании

Продавцы, не претендующие на эффективность «сверх единства» »

Hydro Dynamics — Нагрев без образования накипи с помощью ударно-волнового силового реактора (ранее называвшегося Hydrosonic Pump). Контролируемая кавитация (схлопывающиеся пузырьки) генерирует ударные волны, которые преобразуют механическую энергию в тепловую.

Сонокрекинг тяжелой нефти — SulphCo разрабатывает ультразвуковую технологию для десульфуризации и гидрогенизации тяжелой сырой нефти. SonoCracking использует ультразвуковую энергию для создания кавитации в обрабатываемой жидкости, создавая пузырьки, которые растут, сжимаются и в конечном итоге лопаются, генерируя избыточное тепло и давление, которые разрушают молекулярные связи. (Конгресс зеленых автомобилей, 11 февраля 2008 г.)

Noteka Теплогенератор НТК основан на создании и поддержании кавитационной колонны внутри вихревой жидкости без контакта со стенками генератора.

Hot Stick Technology — это вихревой фрикционный нагреватель от Dream Maker Spas от Mercantilla, LLC. Вихрь заставляет воду вращаться в камере с очень высокой скоростью. Это кружащееся вихревое действие создает кинетическую энергию, трение и тепло. Вода нагревается до 1,9 градуса в час, при этом практически не расходуется электричество.

VRTX Technologies — Обработка воды кинетической энергией без использования химикатов. Во вращающейся забираемой воде образуются пузырьки и полости микрометрового размера.Они сталкиваются в условиях вакуума и разрушаются в результате гидродинамической кавитации высокого давления и температуры, что вызывает изменения в воде, содержащей взвешенные частицы. Связанные микроэлементы, такие как кристаллы карбоната кальция, отщепляются. Микроорганизмы уничтожаются.

Dynaflow — Технология окисления и дезинфекции DynaJets использует гидродинамическую кавитацию с энергетической эффективностью на два порядка выше, чем при использовании ультразвуковых устройств.

Продавцы, предъявляющие претензии к

Справочник: AKOIL Power Generators — В 2002 году активные поиски энергосберегающих технологий привели А.Кочурова к вихревому теплогенератору (ВТГ) первого поколения, вырабатывающему дешевую тепловую энергию и горячую воду. Теплогенераторы имеют коэффициент преобразования энергии (электрическая — механическая — тепловая), который намного превышает 100%.

ИнтерЭнергоРесурс — Метод преобразования электрической энергии в тепловую основан на колебании вакуума в условиях интенсивной кавитации и использовании энергии молекул воды. Коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую до 300%.

Thermowave преобразует молекулярное трение воды в тепло для вашей гидромассажной ванны. Просто установленный на нагнетательной стороне водяного насоса, Thermowave преобразует энергию движущейся воды в «СВОБОДНЫЙ НАГРЕВ!»

Alliance Management Services — Gibraltar Energy, дочерняя компания Alliance Management Services, приобрела всемирные эксклюзивные права на кинетические устройства, которые производят больше энергии, чем требуется для ее производства. Первая разработанная установка — кинетическая печь.Счета за отопление можно сократить на 30-65%, в зависимости от географического положения.

Статьи

Блог Free Energy: 2013: 11: 10 — Человек, работающий в своем гараже, использовал приводной двигатель от старой печи с принудительной подачей воздуха и насос от старой стиральной машины, чтобы сделать устройство, похожее на устройство NanoSpire, которое, как утверждается, вызывает кавитацию. слияние. (Блог Free Energy, 10 ноября 2013 г.)

Новый шокирующий насос. Инженеры НАСА решили конструктивную проблему с ротором Hydro Dynamics для использования в гидроакустическом насосе.Отверстия в роторе образуют микроскопические пузырьки, предотвращающие накопление примесей (накипи).

Ударные волны и паровой жар — Насос Hydrosonic Григгса был исследован постоянным потоком исследователей, как дружелюбных, так и скептически настроенных. Пока что все они ушли озадаченными. Однако, в отличие от большинства устройств с «сверхединичностью», вы можете купить и установить гидрозвуковой насос у себя дома.

Джеймс Л. Григгс: Гидрозвуковой насос — генератор ShockWave Power работает, забирая жидкость в корпус машины, где она проходит через вращающийся цилиндр генератора, что создает перепад давления внутри жидкости, где образуются и схлопываются крошечные пузырьки.Эти схлопывающиеся пузырьки генерируют ударные волны, которые нагревают жидкость.

Global Energy — В России три фирмы (Юсмар, Термовихр и Нотека) продают оборудование для кавитационного нагрева с показателем энергоэффективности до 150%. Официальная наука неодобрительно смотрит на эту деятельность, потому что такие результаты противоречат одному из основных законов физики: закону сохранения энергии. Но рыночная прибыль сильнее этого закона. (Ф.М. Канарев)

Водяной электрогенератор тепла — В инженерной практике, связанной с обслуживанием систем вентиляции, обнаружено явление избытка тепловой энергии в циркулирующем воздухе.Подобное явление зарегистрировано в системах циркуляции воды с устройствами для ее активной кавитации. (Ф.М. Канарев)

Новая технология производства тепла и ядерных продуктов с помощью кавитационно-индуцированного микроплавления — D2Fusion.com разработал новую энергетическую технологию, использующую кавитацию, вызванную ультразвуком в тяжелой воде с металлической фольгой-мишенью, которая приводит к производству энергии (тепла) из неизвестного класса ядерные реакции. Эксперименты с использованием этой технологии дали сильный избыточный нагрев (результирующая мощность на 60 +% больше, чем потребляемая мощность).

Компания First Gate Energies разработала метод использования акустической кавитации для создания эффекта холодного синтеза. Акустическая кавитация использует ультразвуковые волны для создания пузырьков газа в тяжелой воде. Стрингем был первым, кто использовал термин «сонофузия», чтобы описать, как это явление создает энергию в экспериментах по холодному синтезу.

Предварительная оценка — очевидной технологии производства избыточной энергии с использованием неизвестных нехимических реакций воды при контакте с металлами

Кинетическая печь компании Kinetic Heating Systems, Inc.Камминга, Джорджия. Эта печь, совместно изобретенная Юджином Перкинсом и Ральфом Поупом, представляет собой тепловыделяющее вращающееся кавитационное устройство, на которое изобретатели получили четыре патента США, последний из которых был выдан в 1994 году. Многие независимые компании и испытательные агентства обнаружили то же самое. сверхединичная производительность.

Горячие пузыри — Газ в схлопывающемся пузыре может стать очень горячим. Используя современные теории, исследователи установили нижний предел около 25 000 градусов Кельвина для внутренней температуры полностью схлопнувшегося пузыря.

Комментарии

См. Обсуждение: Справочник: Кавитационные нагреватели

Скептики

, декабрь 1998 г. Испытание кинетической печи: ранее опубликованные результаты опровергнуты — Дальнейшие испытания были проведены Малловым и Эд Уоллом с июня по сентябрь 1998 г. в Bow NH в NERL (Лаборатория исследований новой энергии), но во время этого не наблюдалось значительного избыточного тепла. период.

См. Также

Каталог Sonofusion на FreeEnergyNews.com

Справочник: Кавитация

Каталог

: каталог Cold Fusion в PESWiki

Каталог

: каталог Vortex Technologies в PESWiki

Справочник: рычаги

— Справочник

• Последний

• Справочник: A

• Справочник: J

• Справочник: S

• Каталог: Дерево

• Новости

.

Регулирующие клапаны и кавитация

Согласно уравнению Бернулли — когда жидкость проходит через седло клапана и скорость жидкости увеличивается, давление жидкости уменьшается.

Кавитация

Если скорость, проходящая через клапан, достаточно увеличивается, давление в жидкости падает до уровня, при котором жидкость может начать закипать, пузыриться или вспыхивать. И когда давление достаточно восстанавливается, пузырьки схлопываются сами по себе. Этот коллапс вызывает кавитацию.

Кавитация может быть шумной, но обычно имеет низкую интенсивность и низкую частоту.Эта ситуация чрезвычайно разрушительна и может привести к быстрому износу деталей трима и корпуса клапана.

Коэффициент применения

Распространенным способом определения условий потенциальной кавитации является «коэффициент применения» (или «индекс начальной кавитации»), который может быть выражен как

AR = p _i — p _o / (p _i — p _v ) (1)

где

AR = коэффициент применения

p _i = давление на входе, абсолютное

p _o = давление на выходе, абсолютное

p _v = давление пара жидкости, абсолютное

Для коэффициентов применения выше 1 — жидкость мигает.Это не то же самое, что кавитация, но чем ближе отношение к 1, тем выше потенциал кавитации.

Примечание! — риск кавитации увеличивается с увеличением температуры жидкости.

Пример — вода для мгновенного испарения

Если мы знаем точку кипения и абсолютное давление жидкости (таблица пара со свойствами насыщенного пара), можно рассчитать минимальное давление на выходе клапана, чтобы избежать мгновенного испарения.

Для коэффициента применения, такого как one (AR = 1), уравнение (1) можно изменить на

AR = 1

= p _i — p _o / (p _i — p _v )

или преобразовано в

p _o = p _v

Используя «Steam Table» со свойствами насыщенного пара, мы можем заключить, что

• для температуры воды 17.51 ^o C и абсолютное давление на входе 1 бар — минимальное давление на выходе 0,02 бар во избежание мигания
• для температуры воды 81,35 ^o C и абсолютного давления на входе 1 бар — минимум давление на выходе составляет 0,5 бар , чтобы избежать мигания
• Для температуры воды 99,63 ^o C и абсолютного давления на входе 1 бар — минимальное давление на выходе составляет 1 бар , чтобы избежать мигания

Примечание! Мигание — это не то же самое, что кавитация.Из-за местных условий в клапане кавитация может начаться при гораздо более высоком давлении на выходе.

Многоступенчатые регулирующие клапаны

Кавитации можно избежать, используя более одного регулирующего клапана или, что более удобно — многоступенчатый регулирующий клапан.

Как показано выше, «вена контракта» намного ниже в одноступенчатом клапане, чем в многоступенчатом. В зависимости от падения давления и температуры жидкости можно избежать условий кавитации, используя более одной ступени в клапане.

.