Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Вихревые теплогенераторы: устройство, принцип работы, назначение, критерии выбора

Содержание

Кавитационный теплогенератор: устройство, принцип работы, виды

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

Рис. 1: Принцип работы кавитационного теплогенератора

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.

Виды

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 60м2 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.

Видео в помощь

Кавитационный теплогенератор. Виды, устройство, принцип работы, применение

Watch this video on YouTube

Список использованной литературы

  • Акуличев В. А. «Кавитация в криогенных и кипящих жидкостях» 1978
  • Корнфельд М. «Упругость и прочность жидкостей»  1951
  • Федоткин И. М., Гулый И. С. «Кавитация, кавитационная техника и технология, их использование в промышленности» 1997

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.

Вихревые генераторы, выпускаемые компанией ТЕПЛО XXI ВЕКА

Служит своеобразным катализатором, в присутствии которого имеет место перераспределение энергий, изначально свойственных самой воде. В процессе этого перераспределения, конфигурация различных видов энергий в структуре теплоносителя меняется таким образом, что это приводит к росту температуры воды.

Выдвигаемая ниже версия этих процессов является прямым следствием современных представлений о температуре и теплоте, предлагаемых независимыми исследователями. Приведем вкратце тезисы этой теории:

  1. Температура тела – это не показатель содержания энергии в теле. Это параметр, характеризующий распределение различных видов энергии в объекте. Суммарно общее количество энергий объекта не изменяется и сохраняется постоянным при любой температуре.
  2. Во время теплового контакта двух тел с разными температурами тепловая энергия не переходит от горячего тела к холодному, несмотря на то, что их температура выравнивается и устанавливается равной для обоих. В действительности, в каждом из тел имеет место перераспределение своих внутренних энергий.
  3. Температуру объекта можно повысить без передачи ему энергии со стороны и, не совершая работы над ним.

Вероятно, такой нагрев теплоносителя происходит во время функционирования вихревых теплогенераторов благодаря кавитации. В таком случае, потребляемая мощность из электросети, расходуется на понижение давления в воде локально. По этой причине в воде формируются кавитационные агрегаты молекул. Следующий этап трансформации этих молекул не связан с потреблением электроэнергии или ее мощностью. Как было описано ранее, нагрев кавитационных объектов-молекул, приводящий к эффективному тепловому результату, не нуждается в дополнительных интервенциях электроэнергии извне. Соответственно, так как тепловая энергия на выходе оборудования здесь не зависит от электрической мощности на входе, то какие-либо запреты на превышение полезной мощности над потребляемой отсутствуют.  Собственно, положения данной теории успешно воплощены в кавитационных вихревых теплогенераторах, а ее тезисы достигаются в правильно подобранных функциональных режимах.

Поэтому «запредельный» КПД (более 100%)  этих режимов, в соответствии с предлагаемой теорией, совершенно не противоречит классическому закону сохранения энергии. В пример, можно привести аналогию с функционированием слаботочного реле, которое переключает высокоамперные токи. Либо работу детонатора, которая приводит к мощному взрыву.

Надо отметить, что работа именно вихревого теплогенератора стала своеобразным маркером, который столь ярко и наглядно демонстрирует «сверхединичность» процессов преобразования энергии, вразрез с устоявшимися академическими догмами. Предлагаем взглянуть на «сверхединичность» с иной позиции: если соответствующее оборудование не дотягивает до «сверхединичности», то это говорит о несовершенной конструкции изделия или о неверно выбранном режиме функционирования.

Отметим важное положительное практическое свойство вихревого теплогенератора: удачная конструкция, которая формирует кавитационные агрегаты молекул, вызывая их взрывную конденсацию, не приводит их в соприкосновение с рабочими частями изделия и даже близко к ним. Кавитационные пузырьки двигаются в свободном объёме воды. В результате, в ходе многолетней эксплуатации вихревого оборудования, практически полностью отсутствуют симптомы кавитационной эрозии. В тоже время, это очень существенно снижает уровень акустического шума, возникающего вследствие кавитации.

Купить вихревой теплогенератор

Приобрести требуемую модель вихревого теплогенератора или согласовать условия поставки, монтажа, получить примерную смету затрат Вы можете, связавшись с нами по любой контактной форме на этой странице.

Справочно, приводим актуальные цены на действующие модели:

Вихревой теплогенератор. Правда и вымысел

Вихревой теплогенератор состоит из двигателя и кавитатора. В кавитатор подается вода (или другая жидкость). Двигатель раскручивает механизм кавитатора, в котором происходит процесс кавитации (схлопывания пузырьков). За счет этого, происходит нагрев жидкости, подаваемой в кавитатор. Подводимая электроэнергия расходуется на следующие цели: 1- нагрев воды, 2 — преодоление силы трения в двигателе и кавитаторе, 3- излучение звуковых колебаний (шум). Разработчики и производители утверждают, что принцип действия основан «на использовании возобновляемой энергии». При этом, не понятно, откуда эта энергия берется. Тем не менее, не происходит никакого дополнительного излучения. Соответственно, можно предположить, что вся энергия, подводимая к теплогенератору, тратится на нагрев воды. Таким образом, можно говорить о КПД, близком к 100%. Но не более…
Но перейдем от теории к практике.

На заре развития «вихревых теплогенераторов» предпринимались попытки проведения независимой экспертизы. Так, известная модель ЮСМАР изобретателя Ю.С.Потапова из Молдовы тестировалась американской компанией Earth Tech International (г.Остин, штат Техас), специализирующейся на экспериментальной верификации новых направлений в современной физике. В 1995 г. были проведены пять серий экспериментов по измерению соотношения между генерируемой тепловой и потребляемой электрической энергией. Заметим, что все многочисленные модификации испытуемого устройства, предназначенные для разных серий экспериментов, лично согласовывались с Ю.С.Потаповым в ходе визита одного из сотрудников компании в Молдову. Подробнейшее описание конструкции испытуемого теплогенератора с вихревой трубой, режимные параметры, методики проведения измерений и результаты приводятся на сайте компании www.earthtech.org/experiments/.

Для привода водяного насоса использовался электродвигатель с КПД=85%, тепловые потери которого на нагрев окружающего воздуха не принимались при расчете теплопроизводительности «вихревого теплогенератора». Отметим, что не измерялись и тепловые потери на нагрев окружающего воздуха, что, безусловно, несколько снижало получаемый КПД теплогенератора.

Результаты исследований, проведенных при варьировании основных режимных параметров (давление, расход теплоносителя, начальная температура воды и др.) в широком диапазоне продемонстрировали, что эффективность теплогенератора изменяется в диапазоне от 33 до 81%, что сильно не «дотягивает» до 300%, заявленных изобретателем перед проведением экспериментов.

Хотя по «тепловому вихрегенератору» расскажу…
Были некоторые примеры значительной экономии денежных средств на отопление в переходные периоды нашей экономики, когда деньги предприятий начинали считать. Сразу скажу, что с связано это с гримасами экономики, а совсем не с теплотехникой.

Скажем, некоторое предприятие желает отапливать свои помещения. Ну холодно им видите ли.
По некоторым причинам, ясно каким, не может вложиться в Газовую трубу, строить свою котельную на угле, мазуте — не хватает масштабов, а центральное отопление отсутствует или далеко.
Остается электричество, но при получении разрешения на использование электроэнергии в термальных целях устанавливали предприятию тариф, превышающий в несколько раз обычный.
Такие были раньше правила, и не только в России, но в Украине, Молдове и др. государствах, которые отпочковались от нас.
Вот тут приходил на помощь г-н Потапов и подобные.
Покупали чудо-устройство, тариф на электроэнергию для электродвигателей оставался обычный, тепловой КПД естественно никак больше сотни быть не мог, а вот в денежном отношении КПД был и 200 и 300, смотря во сколько раз сэкономили на тарифе.
Применяя ТН можно было достичь еще большей экономии, но для тех времен и вихретеплогенератора с эффективностью якобы 1,2-1,5 вполне было достаточно.
Ведь еще больший заявляемый КПД мог только повредить и отпугнуть покупателей, ведь квоты на электроснабжение выделялись по потребляемой мощности, а давал генератор тепла столько-же, если не меньше, в связи с потерями по cos Ф.
По теплопотерям помещений в 30-40% погрешности еще как-то можно было уложиться, списать на колебания погоды.
Сейчас это ушло в прошлое, но тема вихрегенераторов по инерции продолжает всплывать, и ведь находятся дураки, которые покупают, клюнув на информацию с фотками и адресами, что ряд уважаемых предприятий в свое время использовали их у себя и экономили большую кучу денег.
Только всей подоплеки им никто не рассказывает.

Вихревой теплогенератор – новый источник тепла в доме

Множество полезных изобретений осталось невостребованными. Это происходит из-за человеческой лени или из-за страха перед непонятным. Одним из таких открытий долгое время был вихревой теплогенератор. Сейчас на фоне тотальной экономии ресурсов, стремлению к использованию экологически чистых источников энергии, теплогенераторы стали применять на практике для отопления дома или офиса. Что же это такое? Прибор, который раньше разрабатывался только в лабораториях, или новое слово в теплоэнергетике.

Система отопления с вихревым теплогенератором

Принцип действия

Основой работы теплогенераторов является преобразование механической энергии в кинетическую, а затем – в тепловую.

Еще в начале ХХ столетия Жозеф Ранк обнаружил сепарацию вихревой струи воздуха на холодную и горячую фракции. В середине прошлого века немецкий изобретатель Хилшем модернизировал устройство вихревой трубы.  Спустя немного времени, русский ученый А. Меркулов запустил в трубу Ранке вместо воздуха воду. На выходе температура воды значительно повысилась. Именно этот принцип лежит в основе работы всех теплогенераторов.

Проходя  через водяной вихрь, вода образует множество воздушных пузырьков. Под воздействием давления жидкости пузырьки разрушаются. Вследствие этого освобождается какая-то часть энергии. Происходит нагрев воды. Этот процесс получил название кавитация. На принципе кавитации рассчитывается работа всех вихревых теплогенераторов. Генератор такого типа называется «кавитационный».

Виды теплогенераторов

Все теплогенераторы делятся на два основных вида:

  1. Роторный. Теплогенератор, в котором вихревой поток создается при помощи ротора.
  2. Статический. В таких видах водяной вихрь создается при помощи специальных кавитационных трубок. Давление воды производит центробежный насос.

Каждый вид обладает своими преимуществами и недостатками, на которых следует остановиться подробнее.

Роторный теплогенератор

Статором в данном устройстве служит корпус центробежного насоса.

Роторы могут быть различные. В интернете представлено множество схем и инструкций по их выполнению. Теплогенераторы – скорее научный эксперимент, постоянно находящийся в процессе разработки.

Конструкция роторного генератора

Наиболее простой принято считать конструкцию с диском. По всей поверхности ротора просверливается некоторое число отверстий. Их глубина и диаметр рассчитываются в соответствии с мощностью ротора.

Корпусом является пустотелый цилиндр. Расстояние между корпусом и вращающейся частью рассчитывается индивидуально (1.5-2 мм).

Нагревание среды происходит благодаря ее трению с корпусом и ротором. Помогают этому пузырьки, которые образуются за счет кавитации воды в ячейках ротора. Производительность таких устройств на 30% выше статических. Установки довольно шумные. Имеют повышенную изношенность деталей, за счет постоянного воздействия агрессивной среды. Требуется постоянный контроль: за состоянием сальников, уплотнителей и др. Это значительно усложняет и удорожает обслуживание. При их помощи редко монтируют отопление дома, им нашли немного другое применение – обогрев больших производственных помещений.

Модель промышленного кавитатора

Статический теплогенератор

Основной плюс данных установок в том, что в них ничего не вращается. Электроэнергия тратится только на работу насоса. Кавитация происходит при помощи естественных физических процессов в воде.

КПД таких установок иногда превышает 100%. Средой для генераторов может быть жидкость, сжатый газ, тосол, антифриз.

Разница между температурой входа и выхода может достигать 100⁰С. При работе на сжатом газе, его вдувают по касательной в вихревую камеру. В ней он ускоряется. При создании вихря, горячий воздух проходит сквозь коническую воронку, а холодный возвращается. Температура может достигать 200⁰С.

Достоинства:

  1. Может обеспечить большую разность температур на горячем и холодном концах, работать при низком давлении.
  2. КПД не ниже 90%.
  3. Никогда не перегревается.
  4. Пожаро,- и взрывобезопасен. Может использоваться во взрывоопасной среде.
  5. Обеспечивает быстрый и эффективный нагрев всей системы.
  6. Может использоваться как для обогрева, так и для охлаждения.

В настоящее время применяется недостаточно часто. Используют кавитационный теплогенератор, чтобы удешевить отопление дома или производственных помещений при наличии сжатого воздуха. Недостатком остается довольно высокая стоимость оборудования.

Теплогенератор Потапова

Популярным и более изученным является изобретение теплогенератора Потапова. Он считается статическим устройством.

Сила давления в системе создается центробежным насосом. Струя воды подается с большим напором в улитку. Жидкость начинает разогреваться благодаря вращению по изогнутому каналу. Она попадает в вихревую трубу. Метраж трубы должен быть больше ширины в десятки раз.

Схема устройства генератора

  1. Патрубок
  2. Улитка.
  3. Вихревая труба.
  4. Верхний тормоз.
  5. Выпрямитель воды.
  6. Соединительная муфта.
  7. Нижнее тормозное кольцо.
  8. Байпас.
  9. Отводная линия.

Вода проходит по расположенной вдоль стенок винтовой спирали. Дальше поставлено тормозное устройство для выведения части горячей воды. Струя немного разравнивается пластинами, прикрепленными к втулке. Внутри имеется пустое пространство, соединенное с еще одним тормозным устройством.

Вода с высокой температурой поднимается, а холодный вихревой поток жидкости спускается по внутреннему пространству. Холодный поток соприкасается с горячим через пластины на втулке и нагревается.

Теплая вода спускается к нижнему тормозному кольцу и еще подогревается благодаря кавитации. Подогретый поток от нижнего тормозного устройства проходит через байпас в отводящий патрубок.

Верхнее тормозное кольцо имеет проход, диаметр которого равен поперечнику вихревой трубы. Благодаря ему горячая вода может попасть в патрубок. Происходит смешивание горячего и теплого потока. Дальше вода используется по назначению. Обычно для обогрева помещений или бытовых нужд. Обрат присоединяется к насосу. Патрубок – к входу в систему отопления дома.

Чтобы установить теплогенератор Потапова, необходима диагональная разводка. Горячий теплоноситель нужно подавать в верхний ход батареи, а из нижнего будет выходить холодный.

Генератор Потапова собственными силами

Существует много промышленных моделей генератора. Для опытного мастера не составит труда изготовить вихревой теплогенератор своими руками:

  1. Вся система должна быть надежно закреплена. При помощи уголков изготавливают каркас. Можно использовать сварку или болтовое соединение. Главное, чтобы конструкция была прочной.
  2. На станине укрепляют электродвигатель. Его подбирают соответственно площади помещения, внешним условиям и имеющемуся напряжению.
  3. На раме крепится водяной насос. При его выборе учитывают:
  • насос необходим центробежный;
  • у двигателя хватит сил для его раскрутки;
  • насос должен выдерживать жидкость любой температуры.
  1. Насос присоединяется к двигателю.
  2. Из толстой трубы диаметром 100 мм изготавливается цилиндр длиной 500-600 мм.
  3. Из толстого плоского металла необходимо изготовить две крышки:
  • одна должна иметь отверстие под патрубок;
  • вторая под жиклер. На краю делается фаска. Получается форсунка.
  1. Крышки к цилиндру лучше крепить резьбовым соединением.
  2. Жиклер находится внутри. Его диаметр должен быть в два раза меньше ¼ части диаметра цилиндра.

Очень маленькое отверстие приведет к перегреву насоса и быстрому износу деталей.

  1. Патрубок со стороны форсунки подключается к подаче насоса. Второй подключают к верхней точке системы отопления. Остывшая вода из системы подключается к входу насоса.
  2. Вода под давлением насоса подается в форсунку. В камере теплогенератора ее температура увеличивается благодаря вихревым потокам. Потом она подается в отопление.

Схема кавитационного генератора

  1. Жиклер.
  2. Вал электродвигателя.
  3. Вихревая труба.
  4. Входящая форсунка.
  5. Отводящий патрубок.
  6. Гаситель вихрей.

Для регулирования температуры, за патрубком ставят задвижку. Чем меньше она открыта, тем дольше вода в кавитаторе, и тем выше ее температура.

При прохождении воды через жиклер, получается сильный напор. Он бьет в противоположную стену и за счет этого закручивается. Поместив в середину потока дополнительную преграду, можно добиться большей отдачи.

Гаситель вихрей

На этом основана работа гасителя вихрей:

  1. Изготавливается два кольца, ширина 4-5 см, диаметр немного меньше цилиндра.
  2. Из толстого металла вырезается 6 пластин длиной ¼ корпуса генератора. Ширина зависит от диаметра и подбирается индивидуально.
  3. Пластины закрепляются внутрь колец друг напротив друга.
  4. Гаситель вставляется напротив сопла.

Разработки генераторов продолжаются. Для увеличения производительности с гасителем можно экспериментировать.

В результате работы происходят теплопотери в атмосферу. Для их устранения можно изготовить теплоизоляцию. Сначала ее делают из металла, а поверх обшивают любым изолирующим материалом. Главное, чтобы он выдерживал температуру кипения.

Для облегчения введения в эксплуатацию и обслуживания генератора Потапова необходимо:

  • окрасить все металлические поверхности;
  • изготавливать все детали из толстого металла, так теплогенератор дольше прослужит;
  • во время сборки есть смысл изготовить несколько крышек с различным диаметром отверстий. Опытным путем подбирается оптимальный вариант для данной системы;
  • до подключения потребителей, закольцевав генератор, необходимо проверить его герметичность и работоспособность.

Гидродинамический контур

Для правильного монтажа вихревого теплогенератора необходим гидродинамический контур.

Схема подключения контура

 Для его изготовления необходимы:

  • выходной манометр, для измерения давления на выходе из кавитатора;
  • термометры для измерения температуры до и после теплогенератора;
  • сбросной кран для удаления воздушных пробок;
  • краны на входе и выходе;
  • манометр на входе, для контроля давления насоса.

Гидродинамический контур упростит обслуживание и контроль за работой системы.

При наличии однофазной сети, можно использовать частотный преобразователь. Это позволит поднять скорость вращения насоса, подобрать правильную.

Вихревой теплогенератор применяется для отопления дома и подачи горячей воды. Имеет ряд преимуществ перед другими обогревателями:

  • установка теплогенератора не требует разрешительных документов;
  • кавитатор работает в автономном режиме и не требует постоянного контроля;
  • является экологически чистым источником энергии, не имеет вредных выбросов в атмосферу;
  • полная пожаро,- и взрывобезопасность;
  • меньший расход электричества. Неоспоримая экономичность, КПД приближается к 100%;
  • вода в системе не образует накипи, не требуется дополнительная водоподготовка;
  • может использоваться как для отопления, так и для подачи горячей воды;
  • занимает мало места и легко монтируется в любую сеть.

С учетом всего этого, кавитационный генератор становится более востребованным на рынке. Такое оборудование с успехом применяют для отопления жилых и офисных помещений.

Видео. Вихревой теплогенератор своими руками.

Налаживается производство таких генераторов. Современная промышленность предлагает роторные генераторы и статические. Они оборудованы приборами контроля и датчиками защиты. Можно подобрать генератор, чтобы смонтировать отопление помещений любой площади.

Научные лаборатории и народные умельцы продолжают эксперименты по усовершенствованию теплогенераторов. Возможно, скоро вихревой теплогенератор займет свое достойное место среди приборов отопления.

Оцените статью:

Вихревые теплогенераторы — LENR.SU

В основе работы этих необычных водонагревателей лежат процессы, которые в настоящее время не изучены наукой достаточно глубоко.

Кто-то считает, что в них имеет место явление кавитации, кто-то называет эти теплогенераторы «вихревыми», отсюда и название — вихревые теплогенераторы

Впрочем, это не настолько важно, есть видео с замером эффективности большого теплогенератора:

Необходимо отметить, что на видео показан короткий замер, но это видео итоговое, в качестве краткого отчета, а вообще мы проводили долгосрочные испытания разных теплогенераторов, одним отапливали помещение пару месяцев, ожидая «изменения структуры воды», согласно описания различных изобретателей. Поэтому у нас было достаточно времени изучить все подробно.

В ходе наших исследований экспериментальных данных получены следующие выводы:

— температура жидкости при определенных условиях продолжает расти после выхода из вихревого теплогенератора, уже в самой отопительной системе. Эффект небольшой, но все-таки есть — особенно это заметно в сравнении с обычным котлом, например дизельным. Этот факт был установлен путем установки нескольких последовательно расположенных датчиков температуры. Помимо того, что это удивительно само по себе, так как противоречит всей теории и практике теплотехники, из этого факта мы сделали ряд логических выводов:

Факт роста температуры после выхода из теплогенератора указывает на то что выработка тепловой энергии продолжается в теплоносителе уже без участия рабочих органов теплогенератора;
ввиду того, что нагрев жидкости происходит, помимо самого теплогенератора, и дальше в системе, точный учет вырабатываемой тепловой мощности теплосчетчиками, предположительно — становится невозможен;
Корректный замер эффективности возможен лишь при нагреве фиксированного объема жидкости в баке. Мы провели и такие замеры, с помощью нагрева жидкости в ресивере объемом 300 литров, но не обнаружили ожидаемого сверхэффекта. Видимо, эффект в нашем случае не оказывает значительного влияния, и показаниям теплосчетчика можно доверять. Возможно, существуют другие — более эффективные образцы.

Тут следует немного пояснить. Дело в том, что такой эффект действительно был нами замечен, но возникает он не всегда. Нужно продолжать опыты и пробовать различные виды теплоносителя, а также подбирать оптимальные условия эксплуатации.

В ходе работ мы пробовали самые различные режимы и способы подключения, настраивали температурный режим генератора с помощью автоматического регулирующего клапана, испытания проводились на разных стендах, с несколькими образцами оборудования. Испытания проводились довольно значительное время. Было замечено, что эффект аномального подъема температуры наблюдается, если генератор работает значительное время без замены теплоносителя в системе. По описанию производителя, чем больше воды в системе, тем эффективнее работают теплогенераторы.

Ввиду того, что наша Лаборатория в настоящее время занимается другими вопросами, а кроме того, условия не позволяют провести тестовую эксплуатацию ВТГ (особенно большой мощности) в течение продолжительного времени, мы предлагаем заинтересованным лицам следующие образцы:

ВТГ — 7,5

производство г.Ижевск, индивидуальный заказ, мотор Siemens 7,5 кВт, паспортная теплопроизводительность 9,6 кВт

Прим: Данный образец продан для экспериментом с подготовкой топлива для котла

НТГ — 7,5 производство ООО «НПФ ТГМ» обогреваемая площадь 75-120 м2,

более подробные технические характеристики на сайте производителя, цитирую с сайта:

Отличительными особенностями отопительных систем с насосами-теплогенераторами НТГ являются их экономичность, высокая безопасность, надежность, простота в обслуживании и компактность.

Экономичность обусловлена повышенной (в среднем в 1,5 раза в условиях эксплуатации) эффективностью преобразования электрической энергии в тепловую, по сравнению с традиционными системами отопления, не требуется водоподготовка, имеется возможность использования «ночного» тарифа.

НТГ-22М, НТГ-37М, НТГ-45М

технические характеристики на сайте производителя, в настоящее время теплогенераторы в разобранном состоянии.

Особенностью данного оборудования является также то, что формально ВТГ относятся к «насосному оборудованию», и их можно без ограничений использовать в качестве теплогенераторов там, где на использование электрокотлов наложены ограничения. ВТГ легко интергируются в состав любого теплового пункта.

При наличии заинтересованной стороны исследования в этой области можно продолжить.

вихревой теплогенератор — это … Что такое вихревой теплогенератор?

  • История электромагнетизма — История электромагнетизма, то есть человеческого понимания и зарегистрированного использования электромагнитных сил, началась более двух тысяч лет назад, см. Хронология электромагнетизма. Древние, должно быть, были знакомы с последствиями…… Wikipedia

  • Солнечная восходящая башня — Эта статья о типе электростанции. Для использования в других целях, см Солнечная башня (значения).Схематическое изображение восходящей солнечной башни Восходящая солнечная башня — это электростанция, работающая на возобновляемых источниках энергии. Он сочетает в себе эффект дымохода,…… Wikipedia

  • Конструкция ветряной турбины — Пример ветряной турбины, эта трехлопастная турбина является классической конструкцией современных ветряных турбин Ветровые турбины История Дизайн… Wikipedia

  • строительство зданий — Техника и промышленность, используемые при сборке и возведении конструкций.Ранние люди строили в основном для убежища, используя простые методы. Строительные материалы поступали с земли, и производство было продиктовано ограничениями материалов и…… Универсалиум

  • экологические работы — ▪ гражданское строительство Введение инфраструктуры, обеспечивающей города и поселки услугами водоснабжения, удаления отходов и контроля загрязнения. В их число входят разветвленные сети резервуаров, трубопроводы, очистные сооружения, насосные станции… Универсал

  • История вечных двигателей — История вечных двигателей восходит к средневековью.На протяжении тысячелетий было неясно, возможны ли вечные двигатели или нет, но развитие современной термодинамики показало, что они невозможны … … Wikipedia

  • Автономное здание — Автономное здание — это здание, спроектированное для эксплуатации независимо от вспомогательных инфраструктурных служб, таких как электросеть, муниципальные водные системы, системы очистки сточных вод, ливневые стоки, услуги связи и в некоторых… Википедия

  • автомобиль — автомобилист / автеух меух пчелиный лист, мох би лист /, н./ ау теух меух бель, ау теух меух бель, ау теух мох бель, бель /, n. 1. легковой автомобиль, предназначенный для эксплуатации на обычных дорогах, обычно имеющий четыре колеса и бензин или дизель…… Универсал

  • Список заклинаний защитников Ди-Гаты — Это список известных каменных слепков, используемых в телесериале Защитники Ди-Гаты. Колдовство в RaDos в основном использует специальные игральные кости, такие как камни, называемые Di Gata Stones, в качестве среды для заклинания и привлекает землю (или воду, если заклинатель использует … … Wikipedia

  • Центурионы (сериал) — Центурионы перенаправляются сюда.Для использования в других целях, см Центурион (значения). Жанр «Центурионы» Анимация Экшен Голоса озвучки Композитор музыкальной темы Уди Харпаз Ко… Википедия

  • Мандарин (комиксы) — Мандарин Мандарин. Искусство Роберта Де Ла Торре. Информация о публикации Издательство Marvel Comics… Wikipedia

  • Вихревой генератор | Scientific.Net

    Увеличение подъема между пассивным и активным вихревым генератором

    Авторы: Нур Фараихан Зулкефли, Зулхилми Сахви, Нурхаяти Мохд Нур, Мухамад Нор Ашраф Мохд Фазиль, Муаз Мохд Шукри

    Аннотация: Это исследование было проведено с целью изучить работу пассивного и активного генератора вихрей на закрылке крыла.Пассивный генератор вихрей (ВГ) треугольной формы был разработан и закреплен на передней кромке закрылка, а плазменный актуатор выполнял функции активного генератора вихрей. Испытания проводились экспериментально в дозвуковой аэродинамической трубе с выдвинутыми закрылками на 30 0 углов. Три разных типа турбулентного потока; с числом Рейнольдса 1,5 x 10 5 , 2,0 x 10 5 и 2,6 x 10 5 были использованы для исследования аэродинамических сил крылового профиля с выключенным плазменным приводом.Все использованные числа Рейнольдса были ниже 1×10 6 . Результат показал, что профиль с плазменным приводом обеспечивает более высокий коэффициент подъемной силы на 12% и аэродинамическое сопротивление на 5% по сравнению с профилем с пассивным генератором вихрей. Общий результат показал, что аэродинамический профиль с плазменным приводом создает лучшую подъемную силу по сравнению с пассивным вихревым генератором.

    532

    Экспериментальное исследование влияния вихревого генератора на аэродинамические характеристики крылового профиля NASA LS-0417

    Авторы: С.Сутарди, Агунг Э. Нуркахья

    Аннотация: Структура течения в пограничном слое, развивающаяся на поверхности профиля, сильно влияет на лобовые и подъемные силы, действующие на тело. Было проведено множество исследований по снижению сопротивления, таких как придание шероховатости поверхности аэродинамического профиля, нагнетание газа, установка вихревых генераторов или движущаяся поверхность на аэродинамическом профиле. Предыдущие результаты показали, что установка вихревых генераторов потенциально могла контролировать разделение пограничного слоя по сравнению с другими устройствами управления.Это исследование сосредоточено на оценке влияния присоединения вихревого генератора на профиль крыла NASA LS-0417, поскольку этот профиль обычно используется в лопастях ветряных турбин.
    Моделями этого экспериментального исследования являются профили NASA LS-0417 с вихревым генератором и без него. Длина хорды профиля 110 мм, пролет 210 мм. Профиль генератора вихрей — это симметричный профиль NACA 0012, вращающийся в противоположных направлениях и прикрепленный к верхней поверхности основного профиля.Длина хорды вихревого генератора составляет 7 мм с двумя разными значениями высоты ( х ): 1 мм и 2 мм. Эксперимент проводился в аэродинамической трубе с разомкнутым контуром с максимально достижимой скоростью набегающего потока примерно 19 м / с, а интенсивность турбулентности на центральной линии туннеля составляет примерно 0,8%. Поперечное сечение аэродинамической трубы имеет восьмиугольную форму 30 см x 30 см и регулируемую длину от 45 см до 60 см. Исследование проводилось при двух различных скоростях набегающего потока 12 м / с и 17 м / с, соответствующих числам Рейнольдса ( Re ), равным 0.83 x 10 5 и 1,18 x 10 5 в зависимости от длины хорды профиля и скорости набегающего потока. Угол прицеливания ( α ) варьировался от 0 o до 24 o . Сопротивление и подъемная сила были измерены с использованием баланса сил с погрешностью измерения приблизительно 0,77% и 2,47% при измеренном сопротивлении 0,65 Н и при измеренной подъемной силе 0,202 Н соответственно. Для получения качественной картины структуры потока на поверхности профиля было проведено исследование визуализации течения методом течения масла.Результаты этого исследования показали, что установка вихревого генератора на профиль NASA LS-0417 не смогла улучшить характеристики профиля по сравнению с неизмененным профилем. Однако существует вероятность влияния числа Рейнольдса на рабочие характеристики аэродинамического профиля, выполненные в этом исследовании. Для лагера Re наблюдается увеличение C L / C D примерно на 36% при угле атаки ( α ) 6 o .Затем, основываясь на результатах визуализации потока, установка 2-миллиметрового вихревого генератора на аэродинамической поверхности NASA LS-0417 приводит к улучшению разделения пограничного слоя на двух Re , проводимых в этом исследовании. Наконец, 2-миллиметровый генератор вихря ускоряет срыв аэродинамического профиля примерно на 16 o , в то время как 1-миллиметровый вихревой генератор практически не влияет на угол срыва аэродинамического профиля.

    63

    Применение вихревого генератора в ультразвуковых измерениях тепломеров

    Авторы: Шуо Ши, Цзянь Тин Сун, Лан Лан Го, Гуан Шэн Ду

    Аннотация: Жидкости в теплотрассах содержат небольшое количество примесей.Загрязнения легко оседают на отражающих поверхностях ультразвуковых теплосчетчиков. Это привело к неточности измерения. В этой статье в ультразвуковой теплосчетчик помещен вихревой генератор, который может создавать вихри в отражающих полях. Вортекс удаляет загрязнения с дна теплосчетчика. Отражающая поверхность сохраняет чистоту. Возьмем, к примеру, V-образный ультразвуковой теплосчетчик. Проведено численное исследование поля течения вблизи генератора вихрей на Отражающей поверхности. Результаты показывают, что определенная сила вихря вызвана отражающей поверхностью, в то время как другие дворцы на это мало повлияли.

    1457

    Aerospaceweb.org | Спросите нас — Генераторы вихрей

    Aerospaceweb.org | Спросите нас —
    Генераторы вихрей

    Генераторы вихрей


      Что такое вихревой генератор?
      — вопрос от имени не разглашается

    Если вы когда-нибудь открывали пробку в раковине, полной воды, и наблюдали, как вода стекает в канализацию, вы знаете, что
    что такое вихрь.Проще говоря, это энергичная закрученная масса жидкости. Вихри довольно часто встречаются в
    аэродинамика. Вероятно, наиболее известными и значительными из них являются конечные
    вихри, которые можно увидеть на кончиках крыльев в полете. Эти вихри нежелательны, потому что они
    создать тип сопротивления, известный как индуцированное сопротивление, или сопротивление, вызванное поверхностью, создающей подъемную силу (например, крылом).
    Специалисты по аэродинамике часто прилагают значительные усилия, пытаясь уменьшить неблагоприятное воздействие таких вихрей.Однако,
    вихри, очень похожие на хвостовые вихри, также могут быть использованы для получения положительных эффектов, и один из методов
    для создания полезных вихрей используется генератор вихрей.

    В предыдущих вопросах мы обсуждали концепцию разделения потока. Когда самолет летит на высоте
    углы атаки, воздушный поток над крылом может оторваться, или
    перестает повторять форму крыла. Когда это происходит, подъемная сила, создаваемая крылом, внезапно и быстро
    уменьшаются, и крыло, как говорят, заглохло .Когда поток отделяется от крыла, это обычно означает
    воздух движется слишком медленно или в потоке недостаточно энергии, чтобы поддерживать его движение. Поскольку вихри
    энергичны, их можно использовать для возврата энергии в поток, чтобы он продолжал двигаться в желаемом направлении. Это
    для чего предназначены генераторы вихрей.

    Генераторы вихрей — это просто небольшие прямоугольные пластины, выступающие над поверхностью крыла. Они выглядят крошечными
    крылья выступают перпендикулярно самому крылу.Когда воздух движется мимо них, на концах создаются вихри.
    генераторов точно так же, как вихри, упомянутые ранее. Эти вихри взаимодействуют с остальной частью
    воздух, движущийся над крылом, ускоряет его и снижает вероятность отделения. Генераторы вихрей бывают
    обычно используется в следующих приложениях:

    • Стреловидные крылья на околозвуковой скорости : Многие ранние стреловидные крылья страдали от
      разделение на околозвуковых скоростях, потому что на
      крыло создает увеличивающееся давление, которое внезапно замедляет движение воздуха и вызывает отрыв потока.В
      Штурмовик Buccaneer и
      Истребители Javelin — хорошие примеры таких самолетов.

      Буканнер, складывая крылья, обратите внимание на вихревые генераторы возле передней кромки

      Buccanner использует один набор генераторов вдоль передней кромки внешней части
      крыло.

      Gloster Javelin с тремя наборами вихревых генераторов, расположенных вдоль внешней части крыла

      Три набора вихревых генераторов используются вдоль внешнего крыла Javelin, один из которых расположен рядом с
      передняя кромка, еще одна перед элеронами и третья между ними.Генераторы на
      обе плоскости служат для разрушения толчков, образовавшихся на околозвуковых скоростях, тем самым задерживая воздействие
      разделение. Генераторы, расположенные прямо перед элеронами на крыле Javelin, также помогают
      повысить эффективность этих рулей на малой скорости или под большим углом атаки, так как
      обсуждается в следующем примере.

    • Неэффективные управляющие поверхности : Проблема разделения становится еще более серьезной, поскольку
      Управляющие поверхности, такие как закрылки и элероны, обычно расположены вдоль задней кромки крыла.Когда поток отделяется от крыла, эти управляющие поверхности почти не пропускают воздух.
      их, и они становятся неэффективными. Таким образом, при сваливании крыла самолет не только потеряет подъемную силу, но и
      но пилот может быть не в состоянии контролировать ориентацию самолета. Чтобы исправить эту проблему,
      генераторы вихрей часто размещают прямо перед контрольными поверхностями, чтобы создать более быстрый поток
      воздух над поверхностями и повысить их эффективность. В следующем примере показан вихрь
      генераторы, размещенные перед элеронами на пригородном авиалайнере ЕМБ-120.
      Вихревые генераторы на крыле EMBRAER EMB-120

    • Самолеты с коротким взлетом и посадкой : Эти самолеты обычно должны работать на малых скоростях.
      во время взлета и посадки, поэтому скорость обтекания крыльев также имеет тенденцию быть низкой. Самолет
      как транспортный C-17 Globemaster III используют вихревой
      генераторы для создания высокоскоростного обтекания крыльев и рулей в этих условиях
      для повышения производительности и управляемости.В случае C-17 генераторы вихрей
      расположены по бокам гондол двигателей, а не на крыльях, но они все равно производят
      такие же положительные эффекты.

      Большие пластины генератора вихрей, видимые на капотах двигателя C-17

    Генераторы вихрей — не единственный метод задержки сваливания крыла. Ограждения крыльев, толстые задние кромки, клыки
    или пилообразные, загнутые передние кромки или планки, а также выемки на передней кромке
    производят аналогичные эффекты.У каждого метода есть свои недостатки, в первую очередь повышенное сопротивление, и они обычно только
    использовать в крайнем случае, когда перепроектировать все крыло нецелесообразно. По этим причинам они иногда
    их называют «пылесосами аэродинамика», поскольку они используются для уборки после предыдущих ошибок.

    — ответ Джеффа Скотта , 14 января 2001 г.

    Связанные темы:


    Прочитайте больше статей:


    Использование вихревых трубок для бестопливного нагрева и охлаждения тепловой энергии | UVI

    Universal Vortex Inc.(UVI) предлагает запатентованные и запатентованные продукты и технологии, которые обеспечивают незамерзающий природный газ, сжатый природный газ и промышленные газы решениями для снижения давления без замораживания. Большая охлаждающая нагрузка, образующаяся в качестве побочного продукта, используется для предварительного охлаждения исходного СПГ и извлечения тяжелых углеводородов.

    Метод основан на использовании вихревого явления , имеющего место в запатентованных самонагревающихся вихревых трубках.

    Вихревой процесс основан на расширении сжатого газа или атмосферного воздуха (фирменный вакуумный вихрь) в специально разработанном цилиндрическом устройстве (вихревой трубке), где выделяющийся газ подвергается энергетической и массовой сегрегации (явление вихря), образуя «холодный» и «горячий». ‘потоки, которые будут использоваться в промышленных приложениях.

    • Расширяющийся газ после прохождения тангенциального сопла превращается в высокоскоростное вращающееся тело или вихрь.
    • Угловая скорость вихря мала в периферийной зоне и очень высока по направлению к центральной зоне.
    • Трение между центральной и периферийной зонами приводит весь газ к той же угловой скорости, что и в твердом теле. Это заставляет внутренние слои замедляться, а внешние — ускоряться.
    • В результате внутренние слои теряют часть своей кинетической энергии, и их общая температура снижается.
    • Периферийные слои получают энергию от внутренних слоев. Эта энергия преобразуется в тепло за счет трения о стенки вихревой трубы.

    Хотя вихревая трубка (VT) существует уже несколько десятилетий, ее коммерческое применение было ограничено, поскольку для эффективной работы традиционной конструкции VT требуется высокое давление на входе и высушенный обработанный газ.

    UVI разработала проверенные решения для преодоления этих недостатков и сделала VT пригодным для промышленного применения.VT конструкции UVI имеет следующие характеристики:

    • Работает эффективно и без замораживания с полностью насыщенной или даже двухфазной подачей (Non Freeze Vortex)
    • Обеспечивает значительную (до 200 ºF) разницу температур между «холодным» и «холодным». горячие потоки даже при низком давлении газа на входе (Вихрь низкого давления)
    • Преобразует весь поток на входе в одну переохлажденную и осушенную струю или (Однопоточная вихревая трубка) генерируемая энергия процесса используется для эффективного нагрева поток газа (или жидкости) (вихревой нагреватель)
    • Обеспечивает эффективное разделение температуры вихря с входящим газом при атмосферном давлении и выходным газом при отрицательном давлении (вакуумный вихрь).

    Имея в руках эти «строительные блоки» и беспрецедентное понимание явления вихря, UVI имеет возможность улучшить практически любой процесс, в котором имеется перепад давления газа (или источник вакуума).

    UVI предлагает ряд стандартизированных продуктов на основе Vortex, а также индивидуальные вихревые трубки или системы охлаждения, нагрева и сушки Vortex.

    UVI может спроектировать и изготовить вихревые трубки любого размера в соответствии с областью применения.Вихревые трубки также могут использоваться последовательно или кластерами, в зависимости от процесса.

    Диапазон одинарных вихревых трубок, которые были разработаны и изготовлены UVI:

    1 наименьший диаметр : .109 ‘ расход 0,65
    стандартных кубических футов в минуту при давлении на входе 44 фунта / кв.
    2 самый большой : 3,15 ’’ DIA с расходом 18 500 стандартных кубических футов в минуту
    при давлении на входе 1500 фунтов на кв.

    Что такое Вихревой ГЕНЕРАТОР? Что означает VORTEX GENERATOR? VORTEX GENERATOR значение

    Что такое VORTEX GENERATOR? Что означает VORTEX GENERATOR? Значение ГЕНЕРАТОРА ВИХРЯ — Определение ГЕНЕРАТОРА ВИХРЯ — Описание ГЕНЕРАТОРА ВИХРЯ

    Источник: статья Wikipedia.org, адаптированная для https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0 / лицензия.

    Вихревой генератор (ВГ) представляет собой аэродинамическое устройство, состоящее из небольшой лопасти, обычно прикрепленной к подъемной поверхности (или аэродинамической поверхности, такой как крыло самолета) или лопасти ротора ветряной турбины. VG также могут быть прикреплены к какой-либо части аэродинамического транспортного средства, например к фюзеляжу самолета или автомобиля. Когда профиль или тело движется относительно воздуха, VG создает вихрь, который, удаляя некоторую часть медленно движущегося пограничного слоя, контактирующего с поверхностью профиля, задерживает локальный отрыв потока и аэродинамическое торможение, тем самым улучшая эффективность крыльев и поверхностей управления, таких как закрылки, рули высоты, элероны и рули направления.

    Генераторы вихрей чаще всего используются для задержки отрыва потока. Для этого их часто размещают на внешних поверхностях транспортных средств и лопастей ветряных турбин. Как на самолетах, так и на лопастях ветряных турбин они обычно устанавливаются довольно близко к передней кромке аэродинамического профиля, чтобы поддерживать постоянный поток воздуха через управляющие поверхности на задней кромке. VG обычно имеют прямоугольную или треугольную форму, примерно такую ​​же высоту, что и местный пограничный слой, и проходят линиями по размаху обычно около самой толстой части крыла.Их можно увидеть на крыльях и вертикальных хвостах многих авиалайнеров.

    Генераторы вихрей расположены под наклоном, так что они имеют угол атаки по отношению к локальному воздушному потоку, чтобы создать концевой вихрь, который втягивает энергичный, быстро движущийся внешний воздух в медленно движущийся пограничный слой в контакте с поверхностью. Турбулентный пограничный слой с меньшей вероятностью отделится, чем ламинарный, и поэтому желателен для обеспечения эффективности управляющих поверхностей задней кромки.Генераторы вихрей используются для запуска этого перехода. Другие устройства, такие как вихри, удлинители передней кромки, манжеты передней кромки, также задерживают отрыв потока при больших углах атаки за счет повторного включения пограничного слоя.

    Примеры самолетов, которые используют VG, включают Embraer 170 и Symphony SA-160). Для околозвуковых конструкций со стреловидным крылом VG устраняют потенциальные проблемы со срывом удара (например, Harrier, Blackburn Buccaneer, Gloster Javelin).

    Установка микровихревых генераторов (VG) на элеваторе STOL CH 701

    В течение последнего года мы тестировали микровихревые генераторы (VG) на дне лифта STOL.Мы использовали их на наших заводских демонстрационных самолетах и ​​разослали образцы опытным пилотам КВП, включая владельца CH 701 и пилота Боба Джонса (с Аляски).

    Мы изготовили наши собственные микровихревые генераторы из алюминия 0,020 6061-T6 на нашем гидравлическом прессе, чтобы соответствовать кривизне лифта, а также для максимальной прочности и простоты установки.

    Некоторое время назад дизайнер Крис Хайнц написал статью об использовании VG на STOL CH 701. Он объяснил, как VG «могут улучшить срыв на аэродинамических профилях с малым радиусом передней кромки (так называемые ламинарные аэродинамические профили),« перекачивая »энергию из аэродинамических поверхностей. свободный воздушный поток попадет в пограничный слой, который затем разделится под более высоким углом атаки, а аэродинамический профиль будет иметь больший максимальный коэффициент подъемной силы, что снизит скорость сваливания.Также обратите внимание, что из-за вышеупомянутого «возбуждения» пограничного слоя с использованием VG, локальное сваливание может быть задержано при большом отклонении поверхности управления, как показано ниже на лифте STOL: «

    С тех пор мы попробовали несколько различных VG на дне лифта (как показано выше) с хорошими результатами, что позволило нам приблизиться и посадить самолет на еще более низкой скорости. Мы использовали Micro VG на всех самолетах STOL, включая новую модель STOL CH 750.На рынке представлены несколько различных типов микро-VG:

    В феврале Боб Джонс установил свои VG и объяснил: «Они пошли очень быстро … VG, повернутый на 180 градусов, является идеальной прокладкой». На рисунке ниже показан лифт STOL CH 701, снятый с самолета (VG установлены в нижней части лифта):

    «Потребовалось 15 штук на каждую сторону, край ленты — идеальный проводник». Обратите внимание, что мы сделали VG с предварительно просверленными пилотными отверстиями. Вместо заклепок можно использовать двусторонний скотч (например, ковровую) (по крайней мере, до тех пор, пока вы не найдете оптимальное место).

    Установленных вихревых генераторов:

    На прошлой неделе Боб имел возможность летать на своем 701 с установленными VG. Боб Джонс летал на своем CH701 на Аляске в течение нескольких лет, используя характеристики STOL конструкции на лыжах и поплавках. Он сообщает: «Произошло очень заметное изменение. Я смог пролететь всю длину своей взлетно-посадочной полосы с истинной путевой скоростью 38 миль в час. Так же медленно, как и я, и поддерживать высоту, но не так быстро, чтобы набирать высоту, я смог замедлите мой обычный подход до 45 миль в час и получите хорошую стабильную скорость спуска с заметным снижением оборотов, необходимым для поддержания хорошего управления лифтом.Переход от эффекта VG (отсутствие отклонения лифта) к эффекту VG (отклонение лифта) очень заметен — как нажатие переключателя. Вы знаете, я немного раздвигаю границы, и я думаю, что единственный минус в том, что без заноса хвоста у вас могут быть проблемы. Тестирование их было полезным опытом, который я определенно рекомендую !!! »

    Мы планируем продолжать тестировать эти VG на предмет оптимального местоположения (это не кажется настоящей наукой!) И сделаем их доступными для строителей и летчиков, которые хотят максимально короткие взлетно-посадочные характеристики своих самолетов.