<<
>>

Лекция 18. Кавитационные теплогенераторы

Принцип работы кавитационного теплогенератора заключается в том, что вода нагревается не путем источника тепла, а за счет кавитации. Кавитация - явление образования в капельной жидкости полостей заполненных газом, паром или их смесью.

Эти полости получили название - кавитационных пузырьков. Кавитационные пузырьки образуются в тех местах, где давление в жидкости понижается. Поскольку в реальной

жидкости всегда присутствуют мельчайшие пузырьки газа или пара, то двигаясь с потоком жидкости и попадая в область с пониженным давлением, они приобретают способность к неограниченному росту, т.е. к увеличению своего объема. При достижении критической величины давления - пузырьки лопаются, при этом выделяется энергия, которая и нагревает жидкость. После перехода в область с повышенным давлением рост пузырьков прекращается, и они начинают сокращаться. Таким образом, в трубе с местным сужением диаметра создается четкая кавитационная зона, заполненая движущимися пузырьками жидкости. На рисунке 1.18. показана труба с переменным сечением и области образующейся кавитации. На этом рисунке: 1 - поток жидкости; 2- кавитационные зоны. Существует два метода понижения давления внутри жидкости. Первый метод заключается в том, что развивается большие скорости в потоке движущейся жидкости. Второй метод образуется, когда сквозь жидкость проходят акустические волны.

В результате первый метод получил название гидродинамический, в второй метод - акустический. Эффект кавитации в жидкости уже используется для получения тепловой энергии.

Достаточно широко применяются кавитационные теплогенераторы (вихревые, роторные и комбинированные), основанные на полезном использовании явления выделения тепловой энергии при кавитации в жидкости.

Устройство простейшего кавитационного теплогенератора показано на рисунке 2.18. На этом рисунке: 1-электродвигатель; 2 - водяной насос; 3 - кран для впуска

холодной воды; 4 -замкнутый трубопровод; 5 - источник холодной воды; 6 - кавитатор.

Устройство ротоно - вихревого кавитационного устройства нагрева воды показано на рисунке 3.18 На этом рисунке: 1 - рабочий цилиндр; 2-

входной патрубок; 3              - сопло Лаваля; 4-

внутренний цилиндр; 5,6              - кавитаторы; 7-

кольцевые постоянные магниты; 8 - стальное кольцо; 9 - выходной патрубок. В этом устройстве вода под напором поступает сначала в коническое сопло Лаваля, ускоряется в нем и поступает в рабочий цилиндр. Здесь вода начинает интенсивно раскручиваться внутри рабочей цилиндрической полости, образованной боковыми поверхностями двух цилиндров. В результате интенсивного вращения воды и взаимодействия с двумя неподвижными кавитаторами, возникает активная кавитация, приводящая к нагреву воды. Более нагретые слои кавитирующей воды концентрируюясь в потоке вокруг кавитатора, доходят выходного патрубка. Кольцевой постоянный магнит, размещенный на металлической стальной шайбе, осуществляет дополнительную очистку воды посредством удержания им мелких ферромагнитных микрочастиц из поступаемой в камеру воды.

Главным недостатком кавитационных теплогенераторов является наличие мощного электродвигателя. Тем не менее, такие кавитационные нагреватели, основанные на гидродинамическом способе нагрева жидкостей, нашли достаточно широкое применение, поскольку лишены многих недостатков присущих классическим нагревателям, использующих электрические теплонагревательные элементы. В частности, потому что с их помощью можно нагревать практически любые жидкости, в то время как теплонагревательные элементы весьма требовательны к качеству подогреваемой жидкости.

Контрольные вопросы

В чем заключается явление кавитации?

Какое устройство называется - кавитационный теплогенератор? Какие методы воздействия приводят к понижению давления внутри жидкости?

Каково устройство ротоно - вихревого кавитационного нагрева воды?

Каковы достоинства и недостатки кавитационных теплогенераторов?

<< | >>
Источник: С.И. Власов, Д.А. Толипов. Нетрадиционные источники энергии. 2013

Еще по теме Лекция 18. Кавитационные теплогенераторы:

  1. ЛЕКЦИЯ 1 6.03.1984
  2. ЛЕКЦИЯ 2 13.03.1984
  3. ЛЕКЦИЯ 3 20.03.1984
  4. ЛЕКЦИЯ 4 27.03.1984
  5. ЛЕКЦИЯ 5 3.04.1984
  6. ЛЕКЦИЯ 6 10.04.1984
  7. ЛЕКЦИЯ 7 17.04.1984
  8. ЛЕКЦИЯ 8 24.04.1984
  9. ЛЕКЦИЯ 9 23.04.1984
  10. ЛЕКЦИЯ 10 8.05.1984
  11. ЛЕКЦИЯ 11 15.05.1984
  12. ЛЕКЦИЯ 12 12.05.1984
  13. ЛЕКЦИЯ 13 29.05.1984
  14. ЛЕКЦИЯ 14 4.06.1984
  15. ЛЕКЦИЯ 15 11.06.1984
  16. ЛЕКЦИЯ 16 3.11.1984
  17. ЛЕКЦИЯ 17 19.11.1984
  18. ЛЕКЦИЯ 18 17.11.1984
  19. ЛЕКЦИЯ 19 24.11.1984
  20. ЛЕКЦИЯ 20 31.11.1984