Motor de combustió interna de Potapov. Motor molecular de Potapov

L’objectiu del generador de calor Potapov vortex (VTG), fabricat a mà, és obtenir calor només amb l’ajut d’un motor elèctric i una bomba. Aquest dispositiu s'utilitza principalment com a escalfador econòmic.

Diagrama del dispositiu del sistema de calefacció Vortex.

Com que no hi ha estudis per determinar els paràmetres del producte en funció de la potència de la bomba, s’il·luminaran les dimensions aproximades.

La forma més senzilla és fer un generador de calor de vòrtex a partir de peces estàndard. Qualsevol motor elèctric és adequat per a això. Com més potent sigui, més aigua escalfarà fins a una temperatura determinada.

El més important és el motor

Heu de triar un motor en funció del voltatge disponible. Hi ha molts circuits amb els quals podeu connectar un motor de 380 volts a una xarxa de 220 volts i viceversa. Però aquest és un tema diferent.

El muntatge del generador de calor s’inicia a partir del motor elèctric. Caldrà fixar-lo al llit. El disseny d’aquest dispositiu és un marc de metall, que és més fàcil de fer a partir d’un quadrat. Cal seleccionar les dimensions localment per als dispositius que estiguin disponibles.

Dibuix d’un generador de calor de vòrtex.

Llista d'eines i materials:

• esmoladora angular;
• màquina de soldar;
• trepant elèctric;
• joc de trepants;
• claus de claus o claus per a 12 i 13;
• cargols, femelles, volanderes;
• cantonada metàl·lica;
• imprimació, pintura, pinzell.

1. Tallar quadrats amb un molinet angular. Feu servir una màquina de soldar per muntar l’estructura rectangular. Com a alternativa, el muntatge es pot fer mitjançant cargols i femelles. Això no afectarà el disseny final. Trieu la llargada i l'amplada perquè totes les parts s'adaptin de manera òptima.
2. Retalla un altre tros de quadrat. Col·loqueu-lo com a travesser per assegurar el motor.
3. Pinta el marc.
4. Practicar forats al marc dels cargols i instal·lar el motor.

Instal·lació de la bomba

Ara haureu d’agafar una bomba d’aigua. Ara en botigues especialitzades podeu adquirir una unitat de qualsevol modificació i potència. A què heu de prestar atenció?

1. La bomba ha de ser centrífuga.
2. El vostre motor el podrà fer girar.

Instal·leu una bomba al marc, si necessiteu fer més travessers, feu-les des d’una cantonada o amb tires de ferro del mateix gruix que la cantonada. És difícil fer una màniga d’acoblament sense torn. Per tant, l’haureu de demanar en algun lloc.

Esquema d’un generador de calor hidro-vòrtex.

El generador de calor Vortex Potapov consisteix en un cos fet en forma de cilindre tancat. Als seus extrems hi hauria d’haver forats passants i broquets per a la connexió al sistema de calefacció. El secret del disseny està dins del cilindre. El raig s’ha de situar darrere de l’entrada. El seu forat es selecciona individualment per a aquest dispositiu, però és convenient que sigui dues vegades inferior a la quarta part del diàmetre del cos de la canonada. Si en feu menys, la bomba no podrà passar aigua per aquest forat i començarà a escalfar-se. A més, les parts internes començaran a col·lapsar intensament a causa del fenomen de la cavitació.

Eines: esmoladora angular o serra mecànica per a metall, màquina de soldar, trepant elèctric, clau regulable.

Materials: canonada metàl·lica gruixuda, elèctrodes, broques, 2 mugrons roscats, acoblaments.

1. Talleu un tros de canonada gruixuda amb un diàmetre de 100 mm i una longitud de 500-600 mm.Feu-hi una ranura externa d’uns 20-25 mm i la meitat del gruix de la canonada. Talleu els fils.
2. Feu dos anells de 50 mm de llarg amb el mateix diàmetre de la canonada. Tallar un fil intern per un costat de cada mitja anella.
3. A partir del mateix gruix de metall pla que la canonada, feu taps i soldeu-los al costat dels anells on no hi hagi fil.
4. Feu un forat central a les cobertes: un pel diàmetre del broquet i l’altre pel diàmetre del broquet. A l'interior de la coberta, on hi ha el raig, feu un xamfrà amb un trepant de diàmetre més gran. El resultat ha de ser un broquet.
5. Connecteu el generador de calor al sistema. Connecteu la canonada de derivació on es troba el broquet a la bomba al forat des del qual es subministra aigua a pressió. Connecteu l’entrada del sistema de calefacció al segon tub de derivació. Connecteu la sortida del sistema a l’entrada de la bomba.

L’aigua a pressió, que crearà la bomba, passarà pel filtre del generador de calor vortex, que feu amb les vostres pròpies mans. A la cambra, començarà a escalfar-se a causa d’una forta agitació. A continuació, subministreu-lo al sistema de calefacció. Col·loqueu un pany de bola darrere de la rosca per regular la temperatura. Tapeu-lo i el generador de calor de vòrtex conduirà l’aigua a l’interior de la caixa durant més temps, cosa que significa que la temperatura que hi ha començarà a augmentar. Així funciona aquest escalfador.

Maneres de millorar la productivitat

Esquema de la bomba de calor.

La pèrdua de calor es produeix a la bomba. Així doncs, el generador de calor vòrtex de Potapov en aquesta versió té un inconvenient significatiu. Per tant, és lògic envoltar una bomba submergida amb una jaqueta d’aigua perquè la seva calor també passi a un escalfament útil.

Feu que la carcassa exterior de tot el dispositiu sigui lleugerament més gran que el diàmetre de la bomba disponible. Pot ser una canonada acabada, que sigui desitjable, o un paral·lelepíped de material de xapa. Les seves dimensions han de ser tals que la bomba, l'acoblament i el propi generador entren a l'interior. El gruix de la paret ha de ser capaç de suportar la pressió del sistema.

Per tal de reduir la pèrdua de calor, feu aïllament tèrmic al voltant del cos del dispositiu. Podeu protegir-lo amb una carcassa de xapa. Utilitzeu qualsevol material d’aïllament que pugui suportar el punt d’ebullició del líquid com a aïllant.

1. Munteu un dispositiu compacte format per una bomba submergible, una canonada de connexió i un generador de calor que heu muntat vosaltres mateixos.
2. Decidiu-ne les dimensions i agafeu una canonada d’aquest diàmetre, dins de la qual cabrien fàcilment tots aquests mecanismes.
3. Feu tapes per un costat i per l’altre.
4. Assegureu la rigidesa de la fixació dels mecanismes interns i la capacitat de la bomba de bombejar aigua a través d’ella mateixa des del dipòsit resultant.
5. Feu una entrada i fixeu-hi un mugró. La bomba s’ha de situar a l’interior amb la seva entrada d’aigua el més a prop possible d’aquest forat.

Soldeu la brida a l’extrem oposat de la canonada. Amb la seva ajuda, la tapa s’adherirà a través d’una junta de goma. Per facilitar el muntatge de l’interior, feu un esquelet o marc lleuger sense complicacions. Munteu el dispositiu al seu interior. Comproveu l'ajust i l'estanquitat de tots els components. Introduïu-lo a la carcassa i tanqueu la tapa.

Connecteu-vos als consumidors i comproveu si hi ha fuites. Si no hi ha fuites, engegueu la bomba. Obrint i tancant l’aixeta situada a la sortida del generador, ajusteu la temperatura.

Aïllament del generador

Esquema de connexió del generador de calor al sistema de calefacció.

Primer cal fer una carcassa d’aïllament. Agafeu una làmina de xapa galvanitzada o alumini prim. Talla-ne dos rectangles si faràs una carcassa de dues meitats. O un rectangle, però amb l’esperança que, després de la fabricació, hi cabrà completament el generador de calor vòrtex de Potapov, que es va muntar a mà.

El millor és doblegar la làmina sobre un tub de gran diàmetre o utilitzar un travesser. Col·loqueu-hi el full tallat i premeu amb la mà el bloc de fusta que hi ha a sobre. Amb l’altra mà, premeu sobre la làmina d’estany perquè es formi un petit revolt al llarg de tota la longitud. Moveu lleugerament la peça i torneu a repetir l’operació. Feu-ho fins que tingueu un cilindre.

1. Connecteu-lo amb el pany que utilitzen els llauners de baixada.
2. Feu tapes per a la carcassa amb forats per connectar el generador.
3. Emboliqueu material aïllant al voltant del dispositiu. Fixeu l’aïllament amb filferro o tires fines de xapa.
4. Col·loqueu el dispositiu a la carcassa, tanqueu les tapes.

Hi ha una altra manera d’augmentar la producció de calor: per a això, cal esbrinar com funciona el generador de vòrtex de Potapov, l’eficiència del qual pot arribar al 100% i superior (no hi ha consens per què passa això).

Durant el pas de l'aigua a través del filtre o raig, es crea un corrent potent a la sortida, que colpeja l'extrem oposat del dispositiu. Es torça i l’escalfament es produeix a causa del fregament de les molècules. Això significa que, posant un obstacle addicional dins d’aquest flux, és possible augmentar la barreja del líquid al dispositiu.

Un cop hàgiu sabut com funciona, podeu començar a dissenyar millores addicionals. Es tracta d’un amortidor de vòrtex format per plaques longitudinals situades a l’interior de dos anells en forma d’estabilitzador de bomba d’avió.

Diagrama estacionari del generador de calor.

Eines: soldadora, rectificadora angular.

Materials: xapa o ferro pla, canonada de parets gruixudes.

Feu dos anells de 4-5 cm d’amplada a partir d’una canonada amb un diàmetre menor que el generador de calor vortex Potapov. Retalleu tires idèntiques de tires metàl·liques. La seva longitud hauria de ser igual a la quarta part del cos del propi generador de calor. Trieu l’amplada perquè després del muntatge hi hagi un forat lliure.

1. Fixa la placa en un torn. Pengeu-lo per un costat i l'altre de l'anell. Soldeu-los la placa.
2. Traieu la peça de treball de la pinça i gireu-la 180 graus. Col·loqueu la placa dins dels anells i fixeu-la a la pinça de manera que les plaques estiguin oposades. Fixeu 6 plaques d’aquesta manera a una distància igual.
3. Munteu el generador de calor vortex inserint el dispositiu descrit davant del broquet.

Probablement, aquest producte es pugui millorar encara més. Per exemple, en lloc de plaques paral·leles, utilitzeu filferro d’acer enrotllant-lo en una bola d’aire. O fer forats de diferents diàmetres a les plaques. No es diu res sobre aquesta millora, però això no vol dir que no s’hagi de fer.

Esquema d'un dispositiu de pistola de calor.

1. Assegureu-vos de protegir el generador de calor vortex de Potapov pintant totes les superfícies.
2. Les seves parts internes durant el funcionament es trobaran en un entorn molt agressiu provocat per processos de cavitació. Per tant, intenteu fer que el cos i tot el que hi ha a partir d’un material espès. No escatimeu en maquinari.
3. Feu diversos taps diferents amb entrades diferents. A continuació, serà més fàcil seleccionar el seu diàmetre per obtenir un alt rendiment.
4. El mateix s'aplica a l'amortidor de vibracions. També es pot modificar.

Construeix un petit banc de laboratori on funcionaràs amb totes les característiques. Per fer-ho, no connecteu els consumidors, sinó que connecteu la canonada amb el generador. Això simplificarà la prova i la selecció dels paràmetres necessaris. Com que és difícil trobar dispositius sofisticats per determinar el coeficient d’eficiència a casa, es proposa la prova següent.

Enceneu el generador de calor vortex i observeu el moment en què escalfa l’aigua a una temperatura determinada. És millor tenir un termòmetre electrònic, és més precís. A continuació, modifiqueu el disseny i torneu a executar l’experiment observant l’augment de temperatura. Com més aigua s'escalfi al mateix temps, més preferència s'haurà de donar a la versió final de la millora establerta en el disseny.

Us heu adonat que el preu de la calefacció i el subministrament d’aigua calenta ha augmentat i no sabeu què fer-ne? La solució al problema dels recursos energètics cars és un generador de calor de vòrtex. Parlaré de com es disposa un generador de calor de vòrtex i quin és el principi del seu funcionament. També esbrinarà si és possible muntar aquest dispositiu amb les seves pròpies mans i com fer-ho en un taller casolà.

CTG de bricolatge

L'opció més senzilla per a la implementació a casa és un generador de cavitació de tipus tubular amb un o més brocs per escalfar aigua. Per tant, analitzarem un exemple de fabricació d’un dispositiu d’aquest tipus, per això necessitareu:

• Bomba: per escalfar, assegureu-vos de triar una bomba de calor que no tingui por de l'exposició constant a altes temperatures. Ha de proporcionar una pressió de treball a la sortida de 4 a 12 atm.
• 2 manòmetres i maneguets per a la seva instal·lació - situats a banda i banda del broquet per mesurar la pressió a l’entrada i sortida de l’element de cavitació.
• Termòmetre per mesurar la quantitat de calefacció del refrigerant del sistema.
• Vàlvula per eliminar l'excés d'aire del generador de calor per cavitació. Instal·lat al punt més alt del sistema.
• Broquet: ha de tenir un diàmetre de forat de 9 a 16 mm, no es recomana fer-ne menys, ja que es pot produir cavitació a la bomba, cosa que reduirà significativament la seva vida útil. La forma del broquet pot ser cilíndrica, cònica o ovalada, des d’un punt de vista pràctic, qualsevol s’adapti a vosaltres.
• Les canonades i els elements de connexió (si no hi ha radiadors de calefacció) es seleccionen d’acord amb la tasca que es fa, però l’opció més senzilla són les canonades de plàstic per soldar.
• Automatització d’encendre / apagar el generador de calor per cavitació: per regla general, està lligat al règim de temperatura, que s’apaga a uns 80 ° C i s’encén quan baixa per sota de 60 ° C. Però podeu escollir vosaltres mateixos el mode de funcionament del generador de calor per cavitació.

Fig. 6: esquema d’un generador de calor per cavitació
Abans de connectar tots els elements, és recomanable dibuixar un esquema de la seva ubicació sobre paper, parets o al terra. Les ubicacions s’han de situar allunyades d’elements inflamables o s’han d’eliminar aquests darrers a una distància segura del sistema de calefacció.

Recolliu tots els elements tal com heu representat al diagrama i comproveu la estanquitat sense encendre el generador. A continuació, proveu el generador de calor per cavitació en el mode de funcionament, un augment normal de la temperatura del líquid és de 3 - 5 ° C en un minut.

Us heu adonat que el preu de la calefacció i el subministrament d’aigua calenta ha augmentat i no sabeu què fer-ne? La solució al problema dels recursos energètics cars és un generador de calor de vòrtex. Parlaré de com es disposa un generador de calor de vòrtex i quin és el principi del seu funcionament. També esbrinarà si és possible muntar aquest dispositiu amb les seves pròpies mans i com fer-ho en un taller casolà.

Una mica d'història

Un generador de calor vortex es considera un desenvolupament prometedor i innovador. Mentrestant, la tecnologia no és nova, ja que fa gairebé 100 anys els científics estaven pensant en com aplicar el fenomen de la cavitació.

La primera instal·lació experimental en funcionament, l'anomenat "tub vortex", va ser fabricada i patentada per l'enginyer francès Joseph Rank el 1934.

Rank va ser el primer a notar que la temperatura de l’aire a l’entrada del cicló (filtre d’aire) difereix de la temperatura del mateix corrent d’aire a la sortida.No obstant això, en les fases inicials de les proves de banc, el tub de vòrtex es va provar no per a l'eficiència de la calefacció, sinó, per contra, per a l'eficiència de refrigeració del raig d'aire.

La tecnologia va experimentar un nou desenvolupament als anys 60 del segle XX, quan científics soviètics van descobrir com millorar la canonada Rank llançant-hi un líquid en lloc d’un raig d’aire.

A causa de la major densitat del medi líquid en comparació amb l’aire, la temperatura del líquid, en passar pel tub de vòrtex, va canviar de manera més intensa. Com a resultat, experimentalment es va trobar que el medi líquid, que travessava el tub de Ranque millorat, s’escalfava de forma anormal amb un factor de conversió d’energia del 100%.

Malauradament, no hi havia necessitat de fonts d’energia tèrmica barates en aquell moment i la tecnologia no va trobar cap aplicació pràctica. Les primeres instal·lacions de cavitació en funcionament dissenyades per escalfar un medi líquid van aparèixer només a mitjan anys 90 del segle XX.

Una sèrie de crisis energètiques i, com a conseqüència, un interès creixent per les fonts d'energia alternatives han conduït a la represa del treball sobre convertidors eficients de l'energia del moviment d'un raig d'aigua en calor. Com a resultat, avui en dia és possible comprar una instal·lació de l’energia necessària i utilitzar-la a la majoria de sistemes de calefacció.

Avantatges i inconvenients

En comparació amb altres generadors de calor, les unitats de cavitació difereixen en diversos avantatges i desavantatges.

Els avantatges d’aquests dispositius inclouen:

• Mecanisme molt més eficient per obtenir energia tèrmica;
• Consumeix significativament menys recursos que els generadors de combustible;
• Es pot utilitzar per escalfar consumidors de poca potència i grans;
• Completament ecològic: no emet substàncies nocives al medi ambient durant el funcionament.

Els desavantatges dels generadors de calor per cavitació són:

• Dimensions relativament grans: els models elèctrics i de combustible són molt més petits, la qual cosa és important quan s’instal·la en una habitació que ja funciona;
• Elevat soroll a causa del funcionament de la bomba d’aigua i del propi element de cavitació, que dificulta la instal·lació a les instal·lacions domèstiques;
• Relació ineficaç de potència i rendiment per a habitacions amb una superfície quadrada petita (fins a 60 m2 és més rendible utilitzar una unitat que funcioni amb gas, combustible líquid o energia elèctrica equivalent amb un element de calefacció). \

Principi de funcionament

La cavitació permet no donar calor a l’aigua, sinó extreure calor de l’aigua en moviment, tot escalfant-la a temperatures significatives.

El dispositiu de treball de mostres de generadors de calor vortex no té cap complicació exterior. Podem veure un motor massiu al qual està connectat un dispositiu cilíndric "cargol".

El cargol és una versió modificada del tub de Rank. A causa de la seva forma característica, la intensitat dels processos de cavitació a la cavitat del "cargol" és molt més alta en comparació amb el tub de vòrtex.

A la cavitat del "cargol" hi ha un activador de disc, un disc amb una perforació especial. Quan el disc gira, el medi líquid del "cargol" es posa en moviment, a causa del qual es produeixen processos de cavitació:

• El motor elèctric fa girar l’activador del disc
  ... L’activador de disc és l’element més important en el disseny del generador de calor i es connecta al motor elèctric mitjançant un eix recte o mitjançant una transmissió per corretja. Quan el dispositiu s’encén en mode de funcionament, el motor transmet el parell a l’activador;
• L’activador fa girar el medi líquid
  ... L'activador està dissenyat de manera que el medi líquid, entrant a la cavitat del disc, remolini i adquireixi energia cinètica;
• Conversió d’energia mecànica en calor
  ... En sortir de l’activador, el medi líquid perd l’acceleració i, com a resultat d’una frenada brusca, es produeix l’efecte de la cavitació. Com a resultat, l’energia cinètica escalfa el medi líquid fins a + 95 ° С i l’energia mecànica esdevé tèrmica.

Dispositiu i principi de funcionament

El principi de funcionament del generador de calor per cavitació és l’efecte escalfador degut a la conversió d’energia mecànica en calor. Vegem ara de prop el fenomen de la cavitació. Quan es crea una pressió excessiva al líquid, es produeixen vòrtexs, a causa del fet que la pressió del líquid és superior a la del gas que conté, les molècules de gas s’alliberen en inclusions separades: el col·lapse de les bombolles. A causa de la diferència de pressió, l'aigua tendeix a comprimir la bombolla de gas, que acumula una gran quantitat d'energia a la seva superfície, i la temperatura a l'interior arriba a uns 1000 - 1200 ° C.

Quan les cavitats de cavitació passen a la zona de pressió normal, les bombolles es destrueixen i l’energia de la seva destrucció s’allibera a l’espai circumdant. A causa d'això, s'allibera energia tèrmica i el líquid s'escalfa a partir del flux de vòrtex. El funcionament dels generadors de calor es basa en aquest principi, a continuació, tingueu en compte el principi de funcionament de la versió més simple d’un escalfador de cavitació.

El model més senzill

Fig. 1: Principi funcional del generador de calor per cavitació
Mireu la figura 1, aquí es presenta el dispositiu del generador de calor per cavitació més senzill, que consisteix en bombejar aigua mitjançant una bomba fins al punt d’estrenyiment de la canonada. Quan el flux d’aigua arriba al broc, la pressió del líquid augmenta significativament i comença la formació de bombolles de cavitació. En sortir del broc, les bombolles alliberen energia tèrmica i la pressió després de passar pel broc es redueix significativament. A la pràctica, es poden instal·lar múltiples broquets o tubs per augmentar l’eficiència.

El generador de calor ideal de Potapov

El generador de calor Potapov, que té un disc giratori (1) instal·lat davant del fix (6), es considera una opció d’instal·lació ideal. L’aigua freda es subministra des de la canonada situada a la part inferior (4) de la cambra de cavitació (3), i la sortida ja s’escalfa des del punt superior (5) de la mateixa cambra. Un exemple d'aquest dispositiu es mostra a la figura 2 següent:

Fig. 2: generador de calor per cavitació de Potapov

Però el dispositiu no va rebre una àmplia distribució a causa de la manca d’una justificació pràctica per al seu funcionament.

Àmbit d'aplicació

Integració al sistema de calefacció d’una casa particular

Per poder utilitzar un generador de calor en un sistema de calefacció, s’ha d’introduir-hi. Com fer-ho correctament? De fet, no hi ha res difícil.

S'instal·la una bomba centrífuga (1 a la figura) davant del generador (marcada amb el número 2 a la figura), que subministrarà aigua amb una pressió de fins a 6 atmosferes. Després del generador s’instal·len un tanc d’expansió (6 a la figura) i unes vàlvules d’aturada.

Avantatges d'utilitzar generadors de calor per cavitació

Esquemes per a la fabricació d’un generador de calor de tipus cavitació

Per fabricar un dispositiu de treball amb les nostres pròpies mans, tingueu en compte els dibuixos i esquemes dels dispositius existents, l’eficàcia dels quals s’ha establert i documentat a les oficines de patents.

Visió general del preu

Per descomptat, un generador de calor per cavitació és pràcticament un dispositiu anormal, és un generador gairebé ideal, és difícil comprar-lo, el preu és massa alt. Proposem tenir en compte quant costa un dispositiu de calefacció per cavitació a diferents ciutats de Rússia i Ucraïna:

Els generadors de calor de vòrtex de cavitació tenen dibuixos més senzills, però són una mica inferiors en eficiència. En aquest moment hi ha diversos líders del mercat: un generador de calor bomba hidro-xoc rotativa "Radex", "noves tecnologies" NPP, un xoc elèctric "Tornado" i un xoc electrohidràulic "Vektorplus", un mini-dispositiu per a un casa privada (LATR) TSGC2-3k (3 kVA) i el bielorús Yurle-K.

Foto - Generador de calor de tornado

La venda es realitza a concessionaris i botigues associades a Rússia, Kirguizistan, Bielorússia i altres països de la CEI.

Per proporcionar calefacció econòmica a un local residencial, públic o industrial, els propietaris utilitzen diversos esquemes i mètodes per obtenir energia tèrmica. Per muntar un generador de calor d’acció de cavitació amb les vostres mans, heu d’entendre els processos que us permeten generar calor.

Resumim

Ara ja sabeu què és una font d’energia alternativa popular i exigent. Això significa que serà fàcil decidir si aquest equip és adequat o no. També recomano veure el vídeo d’aquest article.

Cada any, l’augment del preu de la calefacció ens fa buscar maneres més econòmiques d’escalfar els espais habitables durant la temporada de fred. Això és especialment cert per a aquelles cases i apartaments que tenen una plaça gran. Una d’aquestes formes d’estalviar és el vòrtex. També té molts avantatges permet estalviar

sobre la creació.La senzillesa del disseny no dificultarà la col·lecció, fins i tot dels principiants. A continuació, considerarem els avantatges d’aquest mètode de calefacció i també intentarem elaborar un pla per muntar un generador de calor amb les nostres pròpies mans.

Un generador de calor és un dispositiu especial, el principal objectiu del qual és generar calor cremant el combustible carregat. En aquest cas, es genera calor que es gasta per escalfar el refrigerant, que al seu torn realitza directament la funció d’escalfar l’espai habitable.

Els primers generadors de calor van aparèixer al mercat el 1856, gràcies a la invenció del físic britànic Robert Bunsen, que, en el transcurs d’una sèrie d’experiments, va notar que la calor generada durant la combustió es pot dirigir en qualsevol direcció.

Des de llavors, els generadors, per descomptat, s’han modificat i són capaços d’escalfar molta més superfície que fa 250 anys.

El principal criteri pel qual els generadors es diferencien entre ells és el combustible a carregar. Segons això, es distingeixen els tipus següents

:

1. Generadors de calor dièsel: generen calor a partir de la combustió del gasoil. Són capaços d’escalfar bé grans superfícies, però és millor no utilitzar-les per a la casa a causa de la presència de la producció de substàncies tòxiques formades com a resultat de la combustió del combustible.
2. Generadors de calor de gas: funcionen sobre el principi del subministrament continu de gas, cremant-se en una cambra especial que també genera calor. Es considera una opció molt econòmica, però la instal·lació requereix un permís especial i una major seguretat.
3. Els generadors de combustible sòlid tenen un disseny similar a una estufa de carbó convencional, amb una cambra de combustió, un compartiment de sutge i cendres i un element de calefacció. Són convenients per operar en zones obertes, ja que el seu funcionament no depèn de les condicions meteorològiques.
4. - El seu principi de funcionament es basa en el procés de conversió tèrmica, en el qual les bombolles formades en el líquid provoquen un flux mixt de fases, que augmenta la quantitat de calor generada.

Fer un generador de calor amb les vostres mans és un procés força complicat i minuciós. Com a norma general, aquest dispositiu és necessari per proporcionar una calefacció econòmica a les llars. Els generadors de calor es presenten en 2 dissenys: estàtics i rotatius. En el primer cas, s’ha d’utilitzar un broc com a element principal. En un generador rotatiu, s’hauria d’utilitzar un motor elèctric per crear cavitació.

Aquesta unitat és una bomba centrífuga modernitzada, o millor dit la seva carcassa, que servirà com a estator. No es pot prescindir de la cambra de treball i les canonades de derivació.

Dins del cos del nostre disseny hidrodinàmic, hi ha un volant d'inèrcia com a impulsor. Hi ha una gran varietat de dissenys rotatius per a generadors de calor. El més senzill és el disseny del disc.

El nombre necessari de forats s'aplica a la superfície cilíndrica del disc del rotor, que ha de tenir un cert diàmetre i profunditat. És habitual anomenar-les "cèl·lules de Griggs". Cal tenir en compte que la mida i el nombre de forats variats dependrà del calibre del disc del rotor i de la velocitat de l’eix del motor.

El cos d’una font de calor d’aquest tipus es fa més sovint en forma de cilindre buit. De fet, es tracta d’un tub regular amb brides soldades als extrems. L’espai entre l’interior de la carcassa i el volant serà molt petit (aproximadament 1,5-2 mm).

L’escalfament directe de l’aigua es produirà precisament en aquest buit. L’escalfament del líquid s’obté per la seva fricció contra la superfície del rotor i la carcassa alhora, mentre que el disc del volant es mou a velocitats quasi màximes.

Els processos de cavitació (formació de bombolles) que es produeixen a les cèl·lules del rotor tenen una gran influència en l'escalfament del líquid.

Un generador de calor rotatiu és una bomba centrífuga modernitzada, més precisament, la seva carcassa, que servirà d’estator

Com a regla general, el diàmetre del disc en aquest tipus de generadors de calor és de 300 mm i la velocitat de rotació de la unitat hidràulica és de 3200 rpm. La velocitat variarà en funció de la mida del rotor.

Analitzant el disseny d’aquesta instal·lació, podem concloure que la seva vida útil és bastant petita. A causa del constant escalfament i acció abrasiva de l’aigua, la bretxa s’eixampla gradualment.

Cal tenir en compte que els generadors de calor rotatius generen molt de soroll durant el funcionament. No obstant això, en comparació amb altres dispositius hidràulics (tipus estàtic), són un 30% més eficients.

Vistes

La principal tasca d’un generador de calor per cavitació és la formació d’inclusions de gas, i la qualitat de l’escalfament dependrà de la seva quantitat i intensitat. A la indústria moderna, hi ha diversos tipus de generadors de calor que es diferencien pel principi de generar bombolles en un líquid. Els més habituals són tres tipus:

• Generadors de calor rotatius
  - l'element de treball gira a causa de l'accionament elèctric i genera remolins fluids;
• Tubular
  - canviar la pressió deguda al sistema de canonades per on es mou l'aigua;
• Ultrasons
  - La inhomogeneïtat del líquid en aquests generadors de calor es crea a causa de vibracions sonores de baixa freqüència.

A més dels tipus anteriors, hi ha cavitació làser, però aquest mètode encara no ha trobat implementació industrial. Ara considerem cadascun dels tipus amb més detall.

Generador de calor rotatiu

Consisteix en un motor elèctric, l’eix del qual està connectat a un mecanisme rotatiu dissenyat per crear turbulències al líquid. Una característica del disseny del rotor és un estator segellat, on es produeix l'escalfament. El mateix estator té una cavitat cilíndrica al seu interior: una cambra de vòrtex en la qual gira el rotor. El rotor d’un generador de calor per cavitació és un cilindre amb un conjunt de ranures a la superfície; quan el cilindre gira a l’interior de l’estator, aquestes ranures creen inhomogeneïtat a l’aigua i provoquen processos de cavitació.

Fig. 3: disseny del generador de tipus rotatiu

El nombre de rebaixes i els seus paràmetres geomètrics es determinen en funció del model. Per obtenir paràmetres de calefacció òptims, la distància entre el rotor i l’estator és d’uns 1,5 mm. Aquest disseny no és l’únic d’aquest tipus; per a una llarga història de modernitzacions i millores, l’element de treball del tipus rotatiu ha experimentat moltes transformacions.

Un dels primers models efectius de transductors de cavitació va ser el generador de Griggs, que utilitzava un rotor de disc amb forats cecs a la superfície. Un dels anàlegs moderns dels generadors de calor per cavitació de disc es mostra a la figura 4 següent:

Fig. 4: generador de calor de disc

Malgrat la simplicitat del disseny, les unitats de tipus rotatiu són força difícils d’utilitzar, ja que requereixen un calibratge precís, segells fiables i el compliment de paràmetres geomètrics durant el funcionament, cosa que els dificulta el seu funcionament. Aquests generadors de calor per cavitació es caracteritzen per una vida útil bastant baixa: de 2 a 4 anys a causa de l'erosió de la cavitació del cos i les parts. A més, creen una càrrega de soroll força gran durant el funcionament de l’element giratori. Els avantatges d’aquest model inclouen una alta productivitat, un 25% superior a la dels escalfadors clàssics.

Tubular

El generador de calor estàtic no té elements rotatius. El procés d’escalfament en elles es produeix a causa del moviment de l’aigua a través de les canonades que es redueixen al llarg de la longitud o a causa de la instal·lació de broquets de Laval.El subministrament d’aigua al cos de treball es duu a terme mitjançant una bomba hidrodinàmica, que crea una força mecànica del líquid en un espai reduït i, quan passa a una cavitat més àmplia, sorgeixen vòrtexs de cavitació.

A diferència del model anterior, els equips de calefacció tubulars no fan gaire soroll i no es desgasten tan ràpidament. Durant la instal·lació i el funcionament, no us haureu de preocupar d’un equilibri precís i, si es destrueixen els elements calefactors, la seva substitució i reparació serà molt més barata que amb els models rotatius. Els desavantatges dels generadors de calor tubulars són un rendiment significativament inferior i unes dimensions voluminoses.

Ultrasons

Aquest tipus de dispositiu té una cambra de ressonador sintonitzada a una freqüència específica de vibracions sonores. A la seva entrada s’instal·la una placa de quars que vibra quan s’apliquen senyals elèctrics. La vibració de la placa crea un efecte d’ondulació a l’interior del líquid, que arriba a les parets de la cambra del ressonador i es reflecteix. Durant el moviment de retorn, les ones es troben amb vibracions cap endavant i creen cavitació hidrodinàmica.

Fig. 5: principi de funcionament del generador de calor per ultrasons

A més, les bombolles es deixen portar pel flux d’aigua al llarg de les canonades d’entrada estretes de la instal·lació tèrmica. En passar a una àmplia zona, les bombolles s’enfonsen i alliberen energia tèrmica. Els generadors de cavitació per ultrasons també tenen un bon rendiment ja que no tenen elements giratoris.

Fabricació de generador de calor vortex Potapov

S’han desenvolupat molts altres dispositius que funcionen sobre principis completament diferents. Per exemple, els generadors de calor vortex de Potapov, fabricats artesanalment. Es diuen estàtics convencionalment. Això es deu al fet que el dispositiu hidràulic no té parts rotatives a l'estructura. Com a regla general, els generadors de calor vortex reben calor mitjançant una bomba i un motor elèctric.

El pas més important en el procés de fabricar aquesta font de calor amb les seves pròpies mans serà l'elecció del motor. S’ha de seleccionar en funció de la tensió. Hi ha nombrosos dibuixos i diagrames d’un generador de calor vortex de bricolatge, que demostren mètodes per connectar un motor elèctric amb una tensió de 380 volts a una xarxa de 220 volts.

Muntatge del quadre i instal·lació del motor

La instal·lació feta per tu mateix d’una font de calor Potapov comença amb la instal·lació d’un motor elèctric. Enganxeu-lo primer al llit. A continuació, utilitzeu una amoladora angular per fer les cantonades. Talleu-los d’un quadrat adequat. Després de fer 2-3 quadrats, fixeu-los al travesser. A continuació, utilitzeu una màquina de soldar per muntar una estructura rectangular.

Si no teniu a mà una màquina de soldar, no cal que talleu els quadrats. Només cal retallar els triangles als llocs del plec previst. A continuació, doblegueu els quadrats amb un torn. Feu servir cargols, reblons i femelles per assegurar-los.

Després del muntatge, podeu pintar el marc i practicar forats al marc per muntar el motor.

Instal·lació de la bomba

El següent element important de la nostra hidroconstrucció de vòrtex serà la bomba. Actualment, en botigues especialitzades, podeu comprar fàcilment una unitat de qualsevol potència. A l’hora de triar-lo, presteu molta atenció a dues coses:

1. Ha de ser centrífug.
2. Trieu una unitat que funcioni de manera òptima amb el vostre motor elèctric.

Després d’haver comprat la bomba, poseu-la al marc. Si no hi ha prou barres transversals, feu 2-3 cantonades més. A més, caldrà trobar un acoblament. Es pot encendre un torn o comprar-lo a qualsevol ferreteria.

El generador de calor per cavitació Vortex Potapov sobre fusta, fet a mà, consisteix en un cos, que es fa en forma de cilindre.Val la pena assenyalar que els forats i broquets han d’estar presents en els seus extrems, en cas contrari no podreu fixar correctament l’estructura hidroelèctrica al sistema de calefacció.

Introduïu el doll just darrere de l’entrada. És seleccionat individualment. Tot i així, recordeu que el seu forat ha de ser 8-10 vegades menor que el diàmetre de la canonada. Si el forat és massa petit, la bomba s’escalfarà i no podrà fer circular l’aigua correctament.

A més, a causa de la vaporització, el generador de calor de cavitació de vòrtex de Potapov sobre fusta serà altament susceptible al desgast hidroabrasiu.

Com es fa una canonada

El procés de fabricació d’aquest element de la font de calor de Potapov sobre la fusta es durà a terme en diverses etapes:

1. En primer lloc, utilitzeu un molinet per tallar un tros de canonada amb un diàmetre de 100 mm. La longitud de la peça ha de ser com a mínim de 600-650 mm.
2. A continuació, feu una ranura externa a la peça i talleu el fil.
3. A continuació, feu dos anells de 60 mm de llarg. el calibre dels anells ha de correspondre al diàmetre de la canonada.
4. A continuació, talleu els fils dels mitges anells.
5. La següent etapa és la fabricació de tapes. S’han de soldar des del costat dels anells on no hi hagi fil.
6. A continuació, practiqueu un forat central a les cobertes.
7. A continuació, utilitzeu una broca gran per xamfrinar l’interior de la coberta.

Després de les operacions realitzades, el generador de calor de cavitació de llenya hauria d’estar connectat al sistema. Introduïu una canonada de derivació amb un broc al forat de la bomba d'on subministra l'aigua. Connecteu l’altre aparell al sistema de calefacció. Connecteu la sortida del sistema hidràulic a la bomba.

Si voleu regular la temperatura del líquid, instal·leu un mecanisme de bola just darrere del broquet.

Amb la seva ajuda, el generador de calor Potapov a la fusta farà funcionar aigua per tot el dispositiu molt més temps.

És possible augmentar el rendiment de la font de calor Potapov

En aquest dispositiu, com en qualsevol sistema hidràulic, es produeixen pèrdues de calor. Per tant, és convenient envoltar la bomba amb una jaqueta d’aigua. Per fer-ho, feu una carcassa aïllant tèrmicament. Feu que l’indicador exterior d’aquest dispositiu de protecció sigui més gran que el diàmetre de la bomba.

Es pot utilitzar una canonada de 120 mm ja feta com a buit per a l'aïllament tèrmic. Si no teniu aquesta oportunitat, podeu fer un paral·lelepíped amb les vostres pròpies mans utilitzant xapa d’acer. La mida de la figura ha de ser tal que tota l’estructura del generador hi pugui encabir fàcilment.

La peça s’ha de fabricar només amb materials de qualitat per tal de suportar sense problemes l’alta pressió del sistema.

Per tal de reduir encara més la pèrdua de calor al voltant de la caixa, feu aïllament tèrmic, que posteriorment es pot revestir amb una carcassa de xapa.

Qualsevol material que aguanti el punt d’ebullició de l’aigua es pot utilitzar com a aïllant.

La fabricació d’un aïllant tèrmic es realitzarà en diverses etapes:

1. En primer lloc, munteu el dispositiu, que consistirà en una bomba, una canonada de connexió, un generador de calor.
2. Després, seleccioneu les dimensions òptimes del dispositiu d’aïllament tèrmic i busqueu una canonada d’un calibre adequat.
3. A continuació, feu les cobertes pels dos costats.
4. Després, fixeu de manera segura els mecanismes interns del sistema hidràulic.
5. Al final, fer una entrada i fixar-hi (soldar o cargolar) una canonada.

Després de les operacions realitzades, soldeu la brida a l'extrem de la canonada hidràulica. Si teniu dificultats per muntar mecanismes interns, podeu fer un marc.

Assegureu-vos de comprovar l'estanquitat dels conjunts del generador de calor i del sistema hidràulic per si hi ha fugides. Finalment, recordeu d’ajustar la temperatura amb una bola.

Protecció contra gelades

Primer de tot, feu una carcassa d’aïllament. Per fer-ho, agafeu una làmina galvanitzada o una làmina fina d’alumini. Retalla dos rectangles. Recordeu que cal doblegar el full sobre un mandril de diàmetre més gran.També podeu doblegar el material al travesser.

Primer, poseu el full que heu retallat i premeu-lo damunt amb un tros de fusta. Amb l’altra mà, premeu sobre el full perquè es formi un lleuger revolt al llarg de tota la longitud. A continuació, moveu la peça una mica cap al lateral i continueu doblegant-la fins a obtenir un cilindre buit.

A continuació, feu una coberta per a la carcassa. Es recomana embolicar tota l'estructura d'aïllament tèrmic amb un material especial resistent a la calor (llana de vidre, etc.), que posteriorment s'ha de fixar amb un filferro.

Instruments i aparells