Potapovov spaľovací motor. Potapovov molekulárny motor

Účelom ručne vyrobeného vírivého generátora tepla Potapov (VTG) je získavať teplo iba pomocou elektromotora a čerpadla. Toto zariadenie sa používa hlavne ako ekonomický ohrievač.

Schéma zariadenia vírivého vykurovacieho systému.

Pretože neexistujú žiadne štúdie na stanovenie parametrov produktu v závislosti od výkonu čerpadla, budú zvýraznené približné rozmery.

Najjednoduchším spôsobom je vyrobiť vírivý generátor tepla zo štandardných častí. K tomu je vhodný akýkoľvek elektromotor. Čím je výkonnejšia, tým viac vody ohreje na danú teplotu.

Hlavná vec je motor

Musíte zvoliť motor podľa toho, aké napätie je k dispozícii. Existuje veľa obvodov, pomocou ktorých môžete pripojiť 380 voltový motor k 220 voltovej sieti a naopak. Ale to je iná téma.

Montáž generátora tepla sa začína z elektromotora. Bude to musieť byť pripevnené k posteli. Dizajn tohto zariadenia je kovový rám, ktorý je najjednoduchšie vyrobiť zo štvorca. Pre tie zariadenia, ktoré budú k dispozícii, bude potrebné zvoliť miestne rozmery.

Výkres vírivého generátora tepla.

Zoznam nástrojov a materiálov:

• uhlová brúska;
• zváračka;
• elektrická vŕtačka;
• sada vrtákov;
• otvorené kľúče alebo kľúče pre 12 a 13;
• skrutky, matice, podložky;
• kovový roh;
• základný náter, farba, štetec.

1. Rezané štvorce pomocou uhlovej brúsky. Pomocou zváracieho stroja zostavte obdĺžnikovú štruktúru. Alternatívne je možné montáž vykonať pomocou skrutiek a matíc. To nebude mať vplyv na konečný dizajn. Vyberte si dĺžku a šírku tak, aby všetky diely zapadli optimálne.
2. Vystrihnite ďalší kúsok štvorca. Pripevnite ho ako priečnik, aby bolo možné zaistiť motor.
3. Maľujte rám.
4. Do rámu vyvŕtajte otvory pre skrutky a namontujte motor.

Inštalácia čerpadla

Teraz budete musieť vyzdvihnúť vodné čerpadlo. Teraz v špecializovaných predajniach si môžete kúpiť jednotku akejkoľvek modifikácie a výkonu. Na čo by ste si mali dať pozor?

1. Čerpadlo musí byť odstredivé.
2. Váš motor to bude schopný roztočiť.

Nainštalujte na rám čerpadlo, ak potrebujete vyrobiť viac priečnych nosníkov, urobte ich buď z rohu, alebo z pásového železa rovnakej hrúbky ako roh. Je ťažké vyrobiť spojovacie puzdro bez sústruhu. Preto si ho budete musieť niekde objednať.

Schéma hydro-vírivého generátora tepla.

Vortexový generátor tepla Potapov sa skladá z telesa vyrobeného vo forme uzavretého valca. Na jeho koncoch by mali byť priechodné otvory a dýzy na pripojenie k vykurovaciemu systému. Tajomstvo dizajnu je vo vnútri valca. Tryska by mala byť umiestnená za vstupom. Jeho otvor je pre toto zariadenie vybraný individuálne, je však žiaduce, aby bol dvakrát menší ako štvrtina priemeru telesa potrubia. Ak urobíte menej, potom čerpadlo nebude schopné prechádzať vodu cez tento otvor a začne sa samo zohrievať. Vnútorné časti sa navyše začnú intenzívne ničiť v dôsledku fenoménu kavitácie.

Náradie: uhlová brúska alebo píla na kov, zváračka, elektrická vŕtačka, nastaviteľný kľúč.

Materiály: hrubé kovové potrubie, elektródy, vrtáky, 2 vsuvky so závitom, spojky.

1. Odrežte kúsok hrubej rúrky s priemerom 100 mm a dĺžkou 500 - 600 mm.Vytvorte na ňom vonkajšiu drážku asi 20 - 25 mm a polovicu hrúbky potrubia. Nite odstrihnite.
2. Z rovnakého priemeru rúrky urobte dva krúžky dlhé 50 mm. Na jednej strane každého polkrúžku nastrihnite vnútorný závit.
3. Z rovnakej hrúbky plochého kovu ako rúrka urobte čiapky a zvarte ich na strane krúžkov, kde nie je závit.
4. V krytoch urobte stredový otvor: jeden podľa priemeru dýzy a druhý podľa priemeru dýzy. Na vnútornej strane krytu, kde je dýza, urobte skosenie pomocou vrtáka s väčším priemerom. Výsledkom by mala byť tryska.
5. Pripojte generátor tepla k systému. Pripojte odbočné potrubie, kde je umiestnená tryska, k čerpadlu v otvore, z ktorého je pod tlakom dodávaná voda. Pripojte vstup vykurovacieho systému k druhému odbočnému potrubiu. Pripojte výstup zo systému k vstupu čerpadla.

Voda pod tlakom, ktorú vytvorí čerpadlo, bude prechádzať cez trysku vírivého generátora tepla, ktorú si vyrobíte vlastnými rukami. V komore sa začne zahrievať v dôsledku intenzívneho miešania. Potom ho dodajte do systému na vykurovanie. Umiestnite guľový zámok za hrdlo na reguláciu teploty. Zakryte ho a vírový generátor tepla bude poháňať vodu vo vnútri puzdra dlhšie, čo znamená, že teplota v ňom začne stúpať. Takto funguje tento ohrievač.

Spôsoby zvýšenia produktivity

Schéma tepelného čerpadla.

V čerpadle dochádza k stratám tepla. Takže Potapovov vírový generátor tepla v tejto verzii má významnú nevýhodu. Je preto logické, že ponorné čerpadlo obklopíte vodným plášťom, aby jeho teplo smerovalo aj do užitočného vykurovania.

Vonkajší obal celého zariadenia urobte o niečo väčší ako priemer dostupného čerpadla. Môže to byť buď hotová rúra, ktorá je žiaduca, alebo rovnobežnostena z plechového materiálu. Jeho rozmery musia byť také, aby čerpadlo, spojka a samotný generátor vnikli dovnútra. Hrúbka steny musí odolávať tlaku v systéme.

Aby sa znížili tepelné straty, urobte okolo tela prístroja tepelnú izoláciu. Môžete ho chrániť plášťom z plechu. Ako izolant použite akýkoľvek izolačný materiál, ktorý odolá bodu varu kvapaliny.

1. Zostavte kompaktné zariadenie pozostávajúce z ponorného čerpadla, spojovacieho potrubia a generátora tepla, ktoré ste si sami zmontovali.
2. Rozhodnite sa o jeho rozmeroch a vyberte rúrku s takým priemerom, do ktorej by sa všetky tieto mechanizmy ľahko zmestili.
3. Z jednej a druhej strany urobte viečka.
4. Zaistite tuhosť upevnenia vnútorných mechanizmov a schopnosť čerpadla prečerpávať vodu cez seba z výslednej nádrže.
5. Vytvorte prívod a pripevnite k nemu vsuvku. Čerpadlo by malo byť umiestnené vo vnútri s prívodom vody čo najbližšie k tomuto otvoru.

Zvarte prírubu na opačnom konci potrubia. S jeho pomocou bude kryt pripevnený cez gumové tesnenie. Aby ste uľahčili upevnenie vnútorných častí, urobte si nekomplikovaný ľahký rám alebo kostru. Zostavte zariadenie v ňom. Skontrolujte upevnenie a tesnosť všetkých komponentov. Vložte do krytu a zatvorte veko.

Pripojte sa k spotrebiteľom a skontrolujte všetky tesnosti. Ak nedochádza k netesnostiam, zapnite čerpadlo. Otvorením a zatvorením kohútika umiestneného na výstupe z generátora upravte teplotu.

Izolácia generátora

Schéma zapojenia generátora tepla do vykurovacieho systému.

Najprv musíte urobiť plášť izolácie. Vezmite si na to plech z pozinkovaného plechu alebo tenkého hliníka. Vystrihnite z neho dva obdĺžniky, ak budete pripravovať obal z dvoch polovíc. Alebo jeden obdĺžnik, ale s očakávaním, že sa po výrobe úplne zmestí na vortexový generátor tepla Potapov, ktorý bol zostavený ručne.

Najlepšie je plech ohýbať na rúre s veľkým priemerom alebo použiť priečnik. Položte na ňu vyrezaný list a rukou stlačte drevený blok zhora. Druhou rukou stlačte plechovú dosku tak, aby sa po celej dĺžke vytvoril malý ohyb. Mierne pohnite obrobkom a operáciu opakujte. Robte to, kým nemáte valec.

1. Spojte ho so zámkom, ktorý používajú klampiari zvodov.
2. Vytvorte kryty krytu s otvormi na pripojenie generátora.
3. Omotajte izolačný materiál okolo zariadenia. Izoláciu zafixujte drôtom alebo tenkými pásikmi z plechu.
4. Vložte zariadenie do krytu, zatvorte kryty.

Existuje ďalší spôsob, ako zvýšiť produkciu tepla: musíte zistiť, ako funguje generátor vírov Potapov, ktorého účinnosť sa môže blížiť k 100% a vyššej (neexistuje konsenzus, prečo sa to deje).

Počas prechodu vody dýzou alebo prúdom sa na výstupe vytvorí silný prúd, ktorý zasiahne opačný koniec zariadenia. Krúti sa a dochádza k zahrievaniu v dôsledku trenia molekúl. To znamená, že umiestnením ďalšej prekážky do tohto prúdu je možné zvýšiť miešanie kvapaliny v zariadení.

Keď viete, ako to funguje, môžete začať navrhovať ďalšie vylepšenia. Pôjde o vírový tlmič vyrobený z pozdĺžnych dosiek umiestnených vo vnútri dvoch prstencov v podobe stabilizátora bombového lietadla.

Stacionárny diagram generátora tepla.

Náradie: zváračka, uhlová brúska.

Materiály: plech alebo ploché železo, hrubostenná rúrka.

Z rúrky s menším priemerom, ako je generátor tepla na výrobu vortexu Potapov, urobte dva krúžky široké 4 - 5 cm. Ich dĺžka by sa mala rovnať štvrtine dĺžky tela samotného generátora tepla. Vyberte šírku tak, aby po zostavení zostal vo vnútri voľný otvor.

1. Dosku zaistite do zveráka. Zaveste ho na jednu a druhú stranu prsteňa. Privarte k nim plech.
2. Vyberte obrobok zo svorky a preklopte ho o 180 stupňov. Doštičku vložte do krúžkov a zaistite vo svorke tak, aby boli doštičky proti sebe. Týmto spôsobom zafixujte 6 platní v rovnakej vzdialenosti.
3. Zostavte vírový generátor tepla vložením opísaného zariadenia oproti tryske.

Pravdepodobne sa tento produkt bude dať ešte vylepšiť. Napríklad namiesto rovnobežných dosiek použite oceľový drôt navinutím do vzduchovej gule. Alebo urobte na doskách otvory rôznych priemerov. O tomto zlepšení sa nehovorí nič, to však neznamená, že by sa to nemalo robiť.

Schéma zariadenia tepelnej pištole.

1. Potapovov vírový generátor tepla chráňte natretím všetkých povrchov.
2. Jeho vnútorné časti budú počas prevádzky vo veľmi agresívnom prostredí spôsobenom kavitačnými procesmi. Preto sa pokúste vyrobiť puzdro aj všetko v ňom z hrubého materiálu. Nešetrite hardvérom.
3. Vyrobte niekoľko rôznych uzáverov s rôznymi prívodmi. Potom bude jednoduchšie zvoliť ich priemer, aby sa dosiahol vysoký výkon.
4. To isté platí pre tlmič vibrácií. Dá sa to aj upraviť.

Postavte malú laboratórnu lavicu, kde budete behať so všetkými vlastnosťami. Za týmto účelom nepripájajte spotrebiteľov, ale spojte potrubie s generátorom. To zjednoduší jeho testovanie a výber požadovaných parametrov. Pretože je ťažké nájsť sofistikované zariadenia na stanovenie koeficientu účinnosti doma, navrhuje sa nasledujúci test.

Zapnite vírivý generátor tepla a všimnite si čas, keď ohreje vodu na určitú teplotu. Je lepšie mať elektronický teplomer, je presnejší. Potom upravte dizajn a znovu spustite experiment so sledovaním nárastu teploty. Čím viac sa voda ohrieva súčasne, tým viac sa bude musieť uprednostniť konečná verzia zavedeného vylepšenia dizajnu.

Všimli ste si, že sa zvýšila cena za kúrenie a dodávku teplej vody a neviete, čo s tým? Riešením problému drahých energetických zdrojov je vírivý generátor tepla. Poviem o tom, ako je usporiadaný vírový generátor tepla a aký je princíp jeho fungovania. Tiež sa dozviete, či je možné zostaviť takéto zariadenie vlastnými rukami a ako to urobiť v domácej dielni.

DIY CTG

Najjednoduchšou možnosťou implementácie doma je kavitačný generátor rúrkového typu s jednou alebo viacerými dýzami na ohrev vody. Preto analyzujeme príklad výroby práve takéhoto zariadenia, na čo budete potrebovať:

• Čerpadlo - na vykurovanie si určite vyberte tepelné čerpadlo, ktoré sa nebojí neustáleho vystavovania vysokým teplotám. Musí zabezpečiť pracovný tlak na výstupe 4 - 12 atm.
• 2 tlakomery a manžety na ich inštaláciu - umiestnené na oboch stranách dýzy na meranie tlaku na vstupe a výstupe z kavitačného prvku.
• Teplomer na meranie množstva zahrievania chladiacej kvapaliny v systéme.
• Ventil na odstránenie prebytočného vzduchu z generátora kavitačného tepla. Inštalované v najvyššom bode systému.
• Tryska - musí mať priemer otvoru od 9 do 16 mm, neodporúča sa robiť menej, pretože už v čerpadle môže dôjsť ku kavitácii, čo výrazne zníži jeho životnosť. Tvar trysky môže byť valcový, kónický alebo oválny, z praktického hľadiska vám bude vyhovovať akýkoľvek.
• Rúry a spojovacie prvky (vykurovacie radiátory v ich neprítomnosti) sa vyberajú v súlade s danou úlohou, ale najjednoduchšou možnosťou sú plastové rúry na spájkovanie.
• Automatizácia zapínania a vypínania kavitačného generátora tepla - je spravidla viazaná na teplotný režim, nastavená na vypnutie pri asi 80 ° C a na zapnutie pri poklese pod 60 ° C. Prevádzkový režim generátora kavitačného tepla si ale môžete zvoliť sami.

Obr. 6: schéma kavitačného generátora tepla
Pred pripojením všetkých prvkov je vhodné nakresliť schému ich umiestnenia na papier, steny alebo na podlahu. Miesta musia byť umiestnené ďaleko od horľavých prvkov alebo musia byť tieto odstránené v bezpečnej vzdialenosti od vykurovacieho systému.

Zhromaždite všetky prvky, ako je znázornené na diagrame, a skontrolujte tesnosť bez zapnutia generátora. Potom otestujte kavitačný generátor tepla v prevádzkovom režime, normálny nárast teploty kvapaliny je 3 - 5 ° C za jednu minútu.

Všimli ste si, že sa zvýšila cena za kúrenie a dodávku teplej vody a neviete, čo s tým? Riešením problému drahých energetických zdrojov je vírivý generátor tepla. Poviem o tom, ako je usporiadaný vírový generátor tepla a aký je princíp jeho fungovania. Tiež zistíte, či je možné zostaviť takéto zariadenie vlastnými rukami a ako to urobiť v domácej dielni.

Trochu histórie

Vírivý generátor tepla sa považuje za sľubný a inovatívny vývoj. Táto technológia medzitým nie je nová, pretože takmer pred 100 rokmi vedci uvažovali o tom, ako uplatniť jav kavitácie.

Prvé experimentálne nastavenie v prevádzke, takzvanú „vírivú trubicu“, vyrobil a patentoval francúzsky inžinier Joseph Rank v roku 1934.

Rank si ako prvý všimol, že teplota vzduchu na vstupe do cyklónu (čističa vzduchu) sa líši od teploty rovnakého prúdu vzduchu na výstupe.V počiatočných fázach testov na skúšobnom stave sa však vírová trubica testovala nie na účinnosť ohrevu, ale naopak na účinnosť chladenia prúdu vzduchu.

Táto technológia prešla novým vývojom v 60. rokoch dvadsiateho storočia, keď sovietski vedci prišli na to, ako vylepšiť rúru Rank tým, že do nej namiesto prúdu vzduchu vpustí kvapalinu.

Vďaka vyššej hustote kvapalného média v porovnaní so vzduchom sa teplota kvapaliny pri prechode vírivou trubicou menila intenzívnejšie. Výsledkom bolo, že sa experimentálne zistilo, že kvapalné médium prechádzajúce vylepšenou trubicou Ranque sa neobvykle rýchlo zahrievalo so 100% konverzným faktorom energie!

Bohužiaľ v tom čase nebola núdza o lacné zdroje tepelnej energie a technológia nenašla praktické uplatnenie. Prvé prevádzkové kavitačné zariadenia určené na ohrev kvapalného média sa objavili až v polovici 90. rokov dvadsiateho storočia.

Séria energetických kríz a v dôsledku toho rastúci záujem o alternatívne zdroje energie viedli k obnoveniu prác na účinných premieňačoch energie pohybu vodného lúča na teplo. Vďaka tomu je dnes možné kúpiť inštaláciu požadovaného výkonu a použiť ju vo väčšine vykurovacích systémov.

Výhody a nevýhody

V porovnaní s inými generátormi tepla sa kavitačné jednotky líšia v rade výhod a nevýhod.

Medzi výhody takýchto zariadení patria:

• Oveľa efektívnejší mechanizmus na získavanie tepelnej energie;
• Spotrebuje podstatne menej zdrojov ako generátory paliva;
• Môže byť použitý na vykurovanie nízkoenergetických aj veľkých spotrebiteľov;
• Úplne ekologický - počas prevádzky nevypúšťa škodlivé látky do životného prostredia.

Medzi nevýhody kavitačných generátorov tepla patria:

• Relatívne veľké rozmery - elektrické a palivové modely sú oveľa menšie, čo je dôležité pri inštalácii v už prevádzkovanej miestnosti;
• Vysoký hluk v dôsledku činnosti vodného čerpadla a samotného kavitačného prvku, čo sťažuje jeho inštaláciu v priestoroch domácnosti;
• Neúčinný pomer výkonu a výkonu pre miestnosti s malou štvorcovou plochou (do 60m 2 je výhodnejšie použiť jednotku na plyn, kvapalné palivo alebo ekvivalentnú elektrickú energiu s vykurovacím telesom). \

Princíp činnosti

Kavitácia umožňuje nedávať teplo vode, ale získavať teplo z pohybujúcej sa vody a zároveň ju ohrievať na významné teploty.

Zariadenie pracovných vzoriek vírových generátorov tepla je navonok jednoduché. Vidíme masívny motor, ku ktorému je pripojené valcovité „slimačie“ zariadenie.

Slimák je upravená verzia Rankovej fajky. Vďaka svojmu charakteristickému tvaru je intenzita kavitačných procesov v dutine „slimáka“ omnoho vyššia v porovnaní s vírivou trubicou.

V dutine "slimáka" je diskový aktivátor - disk so špeciálnou perforáciou. Keď sa disk otáča, kvapalné médium v ​​„slimáku“ sa uvedie do pohybu, vďaka čomu dochádza k kavitačným procesom:

• Elektrický motor otáča aktivátorom disku
  ... Kotúčový aktivátor je najdôležitejším prvkom v konštrukcii generátora tepla a je spojený s elektromotorom pomocou priameho hriadeľa alebo pomocou remeňového pohonu. Keď je prístroj zapnutý v prevádzkovom režime, motor prenáša krútiaci moment na aktivátor;
• Aktivátor roztáča tekuté médium
  ... Aktivátor je navrhnutý takým spôsobom, že kvapalné médium, ktoré sa dostane do dutiny disku, víri a získava kinetickú energiu;
• Premena mechanickej energie na teplo
  ... Keď opustí aktivátor, kvapalné médium stratí svoju akceleráciu a v dôsledku prudkého brzdenia dôjde k účinku kavitácie. Vďaka tomu kinetická energia ohrieva kvapalné médium na + 95 ° С a mechanická energia sa stáva tepelnou.

Zariadenie a princíp činnosti

Princípom činnosti kavitačného generátora tepla je vykurovací efekt v dôsledku premeny mechanickej energie na teplo. Teraz sa pozrime bližšie na samotný jav kavitácie. Keď sa v kvapaline vytvorí nadmerný tlak, vzniknú víry, vďaka tomu, že tlak kvapaliny je väčší ako tlak plynu v nej obsiahnutého, sa molekuly plynu uvoľňujú do samostatných inklúzií - kolapsu bublín. V dôsledku tlakového rozdielu má voda tendenciu stláčať plynovú bublinu, ktorá akumuluje veľké množstvo energie na svojom povrchu, a teplota vo vnútri dosahuje asi 1 000 - 1 200 ° C.

Keď kavitačné dutiny prechádzajú do zóny normálneho tlaku, bubliny sa zničia a energia z ich zničenia sa uvoľní do okolitého priestoru. Vďaka tomu sa uvoľňuje tepelná energia a kvapalina sa ohrieva z vírivého toku. Prevádzka generátorov tepla je založená na tomto princípe, potom zvážte princíp fungovania najjednoduchšej verzie kavitačného ohrievača.

Najjednoduchší model

Obr. 1: Funkčný princíp kavitačného generátora tepla
Pozrite sa na obrázok 1, kde je predstavené zariadenie najjednoduchšieho kavitačného generátora tepla, ktoré spočíva v čerpaní vody čerpadlom do bodu zúženia potrubia. Keď prúd vody dosiahne trysku, tlak kvapaliny sa výrazne zvýši a začne sa tvorba kavitačných bublín. Na výstupe z dýzy uvoľňujú bubliny tepelnú energiu a tlak po prechode dýzou sa výrazne zníži. V praxi možno na zvýšenie účinnosti nainštalovať viac dýz alebo rúrok.

Ideálny generátor tepla Potapov

Za ideálnu možnosť inštalácie sa považuje generátor tepla Potapov, ktorý má otočný disk (1) inštalovaný oproti stacionárnemu (6). Studená voda sa dodáva z potrubia umiestneného v spodnej časti (4) kavitačnej komory (3) a výstup je už ohrievaný z horného bodu (5) tej istej komory. Príklad takéhoto zariadenia je znázornený na obrázku 2 nižšie:

Obr. 2: Potapovov kavitačný generátor tepla

Ale zariadenie nebolo široko používané kvôli chýbajúcemu praktickému zdôvodneniu jeho fungovania.

Pôsobnosť

Integrácia do vykurovacieho systému súkromného domu

Aby bolo možné vo vykurovacom systéme použiť tepelný generátor, musí byť do neho zavedený. Ako to urobiť správne? V skutočnosti to nie je nič ťažké.

Pred generátorom (označeným na obrázku číslom 2) je nainštalované odstredivé čerpadlo (1 na obrázku), ktoré bude dodávať vodu s tlakom až 6 atmosfér. Za generátorom je nainštalovaná expanzná nádrž (6 na obrázku) a uzatváracie ventily.

Výhody použitia kavitačných generátorov tepla

Schémy výroby tepelného generátora kavitačného typu

Pri výrobe pracovného zariadenia vlastnými rukami zvážte výkresy a schémy existujúcich zariadení, ktorých účinnosť bola stanovená a zdokumentovaná v patentových úradoch.

Prehľad ceny

Samozrejme, kavitačný generátor tepla je prakticky abnormálne zariadenie, je to takmer ideálny generátor, je ťažké ho kúpiť, cena je príliš vysoká. Navrhujeme zvážiť, koľko stojí kavitačné vykurovacie zariadenie v rôznych mestách Ruska a Ukrajiny:

Kavitačné vírivé generátory tepla majú jednoduchšie výkresy, sú však o niečo horšie z hľadiska účinnosti. V súčasnosti existuje niekoľko lídrov na trhu: rotačný hydro-šokový tepelný generátor „Radex“, JE „New Technologies“, elektrický šok „Tornado“ a elektrohydraulický šok „Vektorplus“, mini zariadenie pre súkromný dom (LATR) TSGC2-3k (3 kVA) a bieloruský Yurle-K.

Foto - generátor tepla Tornado

Predaj sa uskutočňuje v obchodných zastúpeniach a partnerských obchodoch v Rusku, Kirgizsku, Bielorusku a ďalších krajinách SNŠ.

Na zabezpečenie hospodárneho vykurovania obytných, úžitkových alebo priemyselných priestorov používajú majitelia rôzne schémy a metódy na získavanie tepelnej energie. Ak chcete zostaviť tepelný generátor kavitácie vlastnými rukami, musíte pochopiť procesy, ktoré vám umožňujú vyrábať teplo.

Zhrňme si to

Teraz viete, aký je populárny a požadovaný zdroj alternatívnej energie. To znamená, že sa budete ľahko rozhodovať, či je takéto zariadenie vhodné alebo nie. Tiež odporúčam pozrieť si video v tomto článku.

Rast cien vykurovania nás každý rok núti hľadať lacnejšie spôsoby vykurovania obytných priestorov v chladnom období. Platí to najmä pre tie domy a byty, ktoré majú veľké námestie. Jedným z týchto spôsobov ukladania je vír. Má to tiež veľa výhod umožňuje uložiť

na stvorení.Jednoduchosť dizajnu nebude sťažovať zhromažďovanie ani od začiatočníkov. Ďalej zvážime výhody tejto metódy vykurovania a tiež sa pokúsime vypracovať plán montáže tepelného generátora vlastnými rukami.

Tepelný generátor je špeciálne zariadenie, ktorého hlavným účelom je vyrábať teplo spaľovaním do neho naloženého paliva. V tomto prípade sa vytvára teplo, ktoré sa vynakladá na ohrev chladiacej kvapaliny, ktorá zase priamo plní funkciu vykurovania obytného priestoru.

Prvé generátory tepla sa na trhu objavili už v roku 1856 vďaka vynálezu britského fyzika Roberta Bunsena, ktorý si v priebehu série experimentov všimol, že teplo generované pri spaľovaní môže byť nasmerované ktorýmkoľvek smerom.

Odvtedy boli generátory samozrejme upravené a sú schopné vykurovať oveľa viac plôch ako pred 250 rokmi.

Hlavným kritériom, ktorým sa generátory navzájom líšia, je palivo, ktoré sa má nabíjať. Podľa toho rozlišujú nasledujúce typy

:

1. Naftové generátory tepla - vyrábajú teplo spaľovaním nafty. Sú schopné dobre vykurovať veľké plochy, ale je lepšie ich nepoužívať pre dom z dôvodu produkcie toxických látok, ktoré vznikajú v dôsledku spaľovania paliva.
2. Plynové generátory tepla - fungujú na princípe nepretržitého prívodu plynu, horia v špeciálnej komore, ktorá tiež generuje teplo. Považuje sa to za veľmi ekonomickú možnosť, ale inštalácia vyžaduje špeciálne povolenie a zvýšenú bezpečnosť.
3. Generátory na tuhé palivo sú svojou konštrukciou podobné bežným kachliam na uhlie so spaľovacou komorou, komorou na sadze a popol a vykurovacím telesom. Sú vhodné na prevádzku na otvorenom priestranstve, pretože ich prevádzka nezávisí od poveternostných podmienok.
4. - ich princíp činnosti je založený na procese tepelnej premeny, pri ktorom bubliny tvorené v kvapaline vyvolávajú zmiešaný tok fáz, čo zvyšuje množstvo generovaného tepla.

Výroba zdroja tepla vlastnými rukami je dosť komplikovaný a namáhavý proces. Spravidla je toto zariadenie potrebné na zabezpečenie ekonomického vykurovania v domácnostiach. Generátory tepla sa dodávajú v 2 prevedeniach: statické a rotačné. V prvom prípade musí byť ako hlavný prvok použitá tryska. V rotačnom generátore by sa mal na vytvorenie kavitácie použiť elektrický motor.

Touto jednotkou je modernizované odstredivé čerpadlo, respektíve jeho skrinka, ktorá bude slúžiť ako stator. Nemôžete sa zaobísť bez pracovnej komory a odbočných rúrok.

Vo vnútri tela našej hydrodynamickej konštrukcie je zotrvačník ako obežné koleso. Existuje veľká škála rotačných návrhov pre generátory tepla. Najjednoduchší z nich je dizajn disku.

Požadovaný počet otvorov sa aplikuje na valcovú plochu disku rotora, ktorá musí mať určitý priemer a hĺbku. Je zvykom nazývať ich „Griggsove bunky“. Je potrebné poznamenať, že veľkosť a počet vyvŕtaných otvorov sa budú líšiť v závislosti od kalibru disku rotora a rýchlosti hriadeľa motora.

Telo takého zdroja tepla je najčastejšie vyrobené vo forme dutého valca. V skutočnosti ide o bežné potrubie so zváranými prírubami na koncoch. Medzera medzi vnútornou časťou krytu a zotrvačníkom bude veľmi malá (približne 1,5-2 mm).

Presne v tejto medzere dôjde k priamemu ohrevu vody. Ohrev kvapaliny sa dosahuje jej súčasným trením o povrch rotora a krytu, zatiaľ čo disk zotrvačníka sa pohybuje takmer maximálnymi rýchlosťami.

Kavitácia (tvorba bublín), ktoré sa vyskytujú v bunkách rotora, majú veľký vplyv na ohrev kvapaliny.

Rotačný generátor tepla je modernizované odstredivé čerpadlo, presnejšie jeho teleso, ktoré bude slúžiť ako stator

Spravidla je priemer disku v tomto type generátorov tepla 300 mm a rýchlosť otáčania hydraulického zariadenia je 3 400 ot./min. Rýchlosť sa bude meniť v závislosti od veľkosti rotora.

Pri analýze dizajnu tejto inštalácie môžeme dospieť k záveru, že jej životnosť je dosť malá. Vďaka neustálemu ohrevu a abrazívnemu pôsobeniu vody sa medzera postupne zväčšuje.

Je potrebné poznamenať, že rotačné generátory tepla vytvárajú počas prevádzky veľký hluk. V porovnaní s inými hydraulickými zariadeniami (statický typ) sú však o 30% účinnejšie.

Názory

Hlavnou úlohou kavitačného generátora tepla je tvorba plynových inklúzií a kvalita vykurovania bude závisieť od ich množstva a intenzity. V modernom priemysle existuje niekoľko typov takýchto generátorov tepla, ktoré sa líšia v princípe vytvárania bublín v kvapaline. Najbežnejšie sú tri typy:

• Rotačné generátory tepla
  - pracovný prvok sa otáča v dôsledku elektrického pohonu a vytvára vírenie kvapaliny;
• Rúrkové
  - zmeniť tlak v dôsledku systému potrubí, cez ktoré sa pohybuje voda;
• Ultrazvukové
  - nehomogenita kvapaliny v takýchto generátoroch tepla sa vytvára vďaka nízkofrekvenčným zvukovým vibráciám.

Okrem vyššie uvedených typov existuje laserová kavitácia, ale táto metóda zatiaľ nenašla priemyselnú implementáciu. Teraz zvážime každý z typov podrobnejšie.

Rotačný generátor tepla

Skladá sa z elektrického motora, ktorého hriadeľ je spojený s rotačným mechanizmom určeným na vytváranie turbulencií v kvapaline. Charakteristickým znakom konštrukcie rotora je utesnený stator, v ktorom dochádza k zahrievaniu. Samotný stator má vo vnútri valcovitú dutinu - vírivú komoru, v ktorej sa rotuje rotor. Rotor kavitačného generátora tepla je valec so sadou drážok na povrchu; keď sa valec otáča vo vnútri statora, vytvárajú tieto drážky vo vode nehomogenitu a spôsobujú kavitačné procesy.

Obr. 3: návrh generátora rotačného typu

Počet priehlbín a ich geometrické parametre sa určujú v závislosti od modelu. Pre optimálne parametre vykurovania je vzdialenosť medzi rotorom a statorom asi 1,5 mm. Tento dizajn nie je jediný svojho druhu; pre dlhú históriu modernizácií a vylepšení prešiel pracovný prvok rotačného typu mnohými transformáciami.

Jedným z prvých efektívnych modelov kavitačných prevodníkov bol Griggsov generátor, ktorý používal diskový rotor so slepými otvormi na povrchu. Jeden z moderných analógov kotúčových kavitačných generátorov tepla je znázornený na obrázku 4 nižšie:

Obr. 4: kotúčový generátor tepla

Napriek jednoduchosti konštrukcie sú jednotky rotačného typu pomerne ťažko použiteľné, pretože vyžadujú presnú kalibráciu, spoľahlivé utesnenie a dodržiavanie geometrických parametrov počas prevádzky, čo sťažuje ich prevádzku. Takéto kavitačné generátory tepla sa vyznačujú pomerne nízkou životnosťou - 2 - 4 roky v dôsledku kavitačnej erózie tela a častí. Okrem toho vytvárajú počas činnosti rotačného prvku pomerne veľké zaťaženie hlukom. Medzi výhody tohto modelu patrí vysoká produktivita - o 25% vyššia ako u klasických ohrievačov.

Rúrkové

Generátor statického tepla nemá žiadne rotujúce prvky. Proces ohrevu v nich nastáva v dôsledku pohybu vody cez rúrky zužujúce sa pozdĺž dĺžky alebo v dôsledku inštalácie trysiek Laval.Prívod vody do pracovného telesa sa uskutočňuje hydrodynamickým čerpadlom, ktoré vytvára mechanickú silu kvapaliny v zužujúcom sa priestore a pri jej prechode do širšej dutiny vznikajú kavitačné víry.

Na rozdiel od predchádzajúceho modelu rúrkové vykurovacie zariadenie nerobí veľa hluku a neopotrebúva sa tak rýchlo. Počas inštalácie a prevádzky sa nemusíte obávať presného vyváženia a ak dôjde k zničeniu vykurovacích telies, ich výmena a oprava budú oveľa lacnejšie ako u rotačných modelov. Medzi nevýhody rúrkových generátorov tepla patrí výrazne nižší výkon a objemné rozmery.

Ultrazvukové

Tento typ zariadenia má komoru rezonátora naladenú na konkrétnu frekvenciu zvukových vibrácií. Na jeho vstupe je inštalovaná kremenná doska, ktorá vibruje pri pôsobení elektrických signálov. Vibrácie dosky vytvárajú zvlnenie vo vnútri kvapaliny, ktorá sa dostáva k stenám rezonátorovej komory a odráža sa. Počas spätného pohybu sa vlny stretávajú s vibráciami vpred a vytvárajú hydrodynamickú kavitáciu.

Obr. 5: princíp práce ultrazvukového generátora tepla

Ďalej sú bubliny odvádzané prúdom vody pozdĺž úzkych vstupných potrubí tepelného zariadenia. Pri prechode do širokého okolia sa bubliny zrútia a uvoľnia tepelnú energiu. Ultrazvukové generátory kavitácie majú tiež dobrý výkon, pretože neobsahujú rotujúce prvky.

Výroba vírivého generátora tepla Potapov

Bolo vyvinutých mnoho ďalších zariadení, ktoré fungujú na úplne iných princípoch. Napríklad Potapovove vírivé generátory tepla vyrobené ručne. Konvenčne sa nazývajú statické. Je to spôsobené tým, že hydraulické zariadenie nemá v konštrukcii žiadne rotujúce časti. Vírivé generátory tepla spravidla prijímajú teplo pomocou čerpadla a elektromotora.

Najdôležitejším krokom v procese výroby takého zdroja tepla vlastnými rukami bude výber motora. Mal by sa zvoliť v závislosti od napätia. Existuje množstvo výkresov a diagramov vírivého generátora tepla pre domácich majstrov, ktoré demonštrujú spôsoby pripojenia elektrického motora s napätím 380 voltov k sieti s napätím 220 voltov.

Montáž rámu a inštalácia motora

Inštalácia zdroja tepla Potapov vlastnými silami začína inštaláciou elektromotora. Najskôr ho pripevnite k posteli. Potom pomocou uhlovej brúsky urobte rohy. Vystrihnite ich z vhodného štvorca. Po vytvorení 2-3 štvorcov ich pripevnite na priečnik. Potom pomocou zváracieho stroja zostavte obdĺžnikovú štruktúru.

Ak nemáte po ruke zvárací stroj, nemusíte štvorce rezať. Stačí vystrihnúť trojuholníky v miestach zamýšľaného záhybu. Potom pomocou zveráka ohýbajte štvorce. Na zaistenie použite skrutky, nity a matice.

Po zložení môžete rám natrieť farbou a do rámu vyvŕtať otvory na namontovanie motora.

Inštalácia čerpadla

Ďalším dôležitým prvkom našej vírivej hydrokonštrukcie bude čerpadlo. V dnešnej dobe môžete v špecializovaných predajniach ľahko kúpiť jednotku akejkoľvek sily. Pri jeho výbere venujte osobitnú pozornosť dvom veciam:

1. Musí to byť odstredivé.
2. Vyberte si jednotku, ktorá bude optimálne pracovať s vašim elektromotorom.

Po zakúpení čerpadla ho pripevnite k rámu. Ak nie je dostatok priečnikov, urobte ďalšie 2-3 rohy. Okrem toho bude potrebné nájsť spojku. Môže byť zapnutý na sústruhu alebo zakúpený v ktoromkoľvek železiarstve.

Vírivý generátor kavitačného tepla Potapov na dreve, vyrobený ručne, pozostáva z telesa, ktoré je vyrobené vo forme valca.Stojí za zmienku, že na jeho koncoch musia byť priechodné otvory a dýzy, inak nebudete môcť správne pripevniť hydroštruktúru k vykurovaciemu systému.

Trysku vložte tesne za vstup. Vyberá sa individuálne. Pamätajte však, že jeho otvor by mal byť 8-10 krát menší ako priemer potrubia. Ak je otvor príliš malý, čerpadlo sa prehreje a nebude schopné správne cirkulovať vodu.

Okrem toho bude vďaka vaporizácii Potapovov vírový kavitačný generátor tepla na dreve veľmi citlivý na hydroabrazívne opotrebenie.

Ako vyrobiť fajku

Proces výroby tohto prvku zdroja tepla Potapov na dreve bude prebiehať v niekoľkých etapách:

1. Najskôr pomocou brúsky odrežte kúsok rúrky s priemerom 100 mm. Dĺžka obrobku musí byť minimálne 600-650 mm.
2. Potom urobte v obrobku vonkajšiu drážku a vyrežte závit.
3. Potom urobte dva krúžky dlhé 60 mm. kaliber krúžkov musí zodpovedať priemeru potrubia.
4. Potom odstrihnite nite pre polkrúžky.
5. Ďalšou etapou je výroba viečok. Musia byť zvárané z bočnej strany krúžkov, kde nie je závit.
6. Ďalej vyvŕtajte stredový otvor v krytoch.
7. Potom pomocou veľkého vrtáka skoste vnútornú stranu krytu.

Po vykonaných činnostiach by sa mal do systému pripojiť drevený kavitačný generátor tepla. Vložte odbočnú rúrku s tryskou do otvoru čerpadla, odkiaľ je dodávaná voda. Pripojte druhú armatúru k vykurovaciemu systému. Pripojte výstup z hydraulického systému k čerpadlu.

Ak chcete regulovať teplotu kvapaliny, nainštalujte guľový mechanizmus hneď za trysku.

S jeho pomocou potapovský generátor tepla na dreve bude prúdiť vodu v celom prístroji oveľa dlhšie.

Je možné zvýšiť výkonnosť zdroja tepla Potapov

V tomto zariadení, ako v každom hydraulickom systéme, dochádza k stratám tepla. Preto je žiaduce obklopiť čerpadlo vodným plášťom. Za týmto účelom urobte tepelne izolačný kryt. Urobte vonkajší obrys takého ochranného zariadenia väčším ako je priemer vašej pumpy.

Ako prírez pre tepelnú izoláciu je možné použiť hotovú 120 mm rúrku. Ak nemáte takúto príležitosť, môžete si vyrobiť rovnobežnosten s vlastnými rukami pomocou oceľového plechu. Veľkosť figúry by mala byť taká, aby sa do nej ľahko zmestila celá konštrukcia generátora.

Obrobok musí byť vyrobený iba z kvalitných materiálov, aby bez problémov vydržal vysoký tlak v systéme.

Aby sa ešte viac znížili tepelné straty v okolí skrinky, urobte tepelnú izoláciu, ktorú je možné neskôr opláštiť plechovým plášťom.

Ako izolátor sa môže použiť akýkoľvek materiál, ktorý odolá bodu varu vody.

Výroba tepelného izolátora bude prebiehať v niekoľkých etapách:

1. Najskôr zostavte zariadenie, ktoré bude pozostávať z čerpadla, spojovacej rúry, generátora tepla.
2. Potom vyberte optimálne rozmery tepelnoizolačného zariadenia a nájdite potrubie vhodného kalibru.
3. Potom urobte kryty z oboch strán.
4. Potom bezpečne upevnite vnútorné mechanizmy hydraulického systému.
5. Na konci urobte prívod a do neho zafixujte (zvarte alebo zaskrutkujte) rúrku.

Po vykonaní všetkých krokov zvarte prírubu na konci hydraulického potrubia. Ak máte ťažkosti s namontovaním vnútorných mechanizmov, môžete si vyrobiť rám.

Nezabudnite skontrolovať tesnosť sústav generátora tepla a vášho hydraulického systému, či nie sú tesné. Na záver nezabudnite upraviť teplotu guľou.

Ochrana pred mrazom

Najskôr urobte izolačný plášť. Za týmto účelom vezmite pozinkovaný plech alebo tenký hliníkový plech. Vystrihnite dva obdĺžniky. Pamätajte, že je potrebné plech ohnúť na tŕni s väčším priemerom.Môžete tiež ohýbať materiál na priečniku.

Najskôr položte list, ktorý ste vystrihli, a na vrchnú časť ho stlačte kúskom dreva. Druhou rukou stlačte list tak, aby sa po celej dĺžke vytvoril mierny ohyb. Potom posuňte obrobok trochu nabok a pokračujte v ohýbaní, kým nezískate dutý valec.

Potom urobte kryt pre plášť. Celú tepelnoizolačnú konštrukciu je vhodné obaliť špeciálnym žiaruvzdorným materiálom (sklenená vlna a pod.), Ktorý je potrebné následne zaistiť drôtom.

Nástroje a prístroje