Perpetuum mobile Potapowa. Generator darmowej energii z własnym zasilaniem zrób to sam. Schemat generatora darmowej energii. Dwa główne typy

Generator ciepła Yu S. Potapowa jest bardzo podobny do rurki wirowej J. Ranke, wynalezionej przez tego francuskiego inżyniera pod koniec lat 20. XX wieku. Pracując nad udoskonaleniem cyklonów do oczyszczania gazów z pyłu, zauważył, że strumień gazu wydobywający się ze środka cyklonu ma więcej niska temperatura niż gaz źródłowy dostarczany do cyklonu. Już pod koniec 1931 roku Ranke złożył wniosek o wynalezienie urządzenia, które nazwał „rurką wirową”. Ale udaje mu się uzyskać patent dopiero w 1934 r., a potem nie w swojej ojczyźnie, ale w Ameryce (patent amerykański nr 1952281.)

Francuscy naukowcy potraktowali wówczas ten wynalazek z nieufnością i wyśmiali raport J. Ranke, sporządzony w 1933 roku na posiedzeniu Francuskiego Towarzystwa Fizycznego. Zdaniem tych naukowców praca rurki wirowej, w której dostarczane do niej powietrze rozdzielało się na gorące i zimne strumienie niczym fantastyczny „demon Maxwella”, zaprzeczała prawom termodynamiki. Niemniej jednak rurka wirowa zadziałała i później znalazła szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach techniki, głównie do pozyskiwania zimna.

Nas najbardziej interesują prace Leningradera V. E. Finko, który przy opracowywaniu wirowej chłodnicy gazu w celu uzyskania ultraniskich temperatur zwrócił uwagę na szereg paradoksów rurki wirowej. Wyjaśnił proces nagrzewania gazu w obszarze przyściennym rurki wirowej „mechanizmem rozszerzania się fali i sprężania gazu” oraz odkrył promieniowanie podczerwone gazu z jego obszaru osiowego, które ma widmo pasmowe, które później pomógł nam zrozumieć działanie wirowego generatora ciepła Potapowa.

W rurce wirowej Ranke'a, której schemat pokazano na rysunku 1, cylindryczna rurka 1 jest połączona jednym końcem ze spiralą 2, która kończy się wlotem dyszy o przekroju prostokątnym, co zapewnia dopływ sprężonego gazu roboczego do rurkę stycznie do obwodu jej wewnętrznej powierzchni. Z drugiego końca spirala jest zamknięta membraną 3 z otworem pośrodku, którego średnica jest znacznie mniejsza niż wewnętrzna średnica rury 1. Przez ten otwór przepływ zimnego gazu opuszcza rurę 1, która jest podzielona podczas ruchu wirowego w rurze 1 na część zimną (centralną) i gorącą (peryferyjną). Gorąca część strumienia, przylegająca do wewnętrznej powierzchni rury 1, obraca się, przesuwa na dalszy koniec rury 1 i opuszcza ją przez pierścieniową szczelinę między jej krawędzią a stożkiem regulacyjnym 4.

Rysunek 1. Rurka wirowa Ranke’a: 1-rurowa; 2- ślimak; 3- membrana z otworem pośrodku; 4 - stożek regulacyjny.

Kompletna i spójna teoria rurki wirowej nadal nie istnieje, pomimo prostoty tego urządzenia. „Na palcach” okazuje się, że gaz rozkręcany w rurce wirowej ulega sprężaniu w pobliżu ścianek rurki pod działaniem sił odśrodkowych, w wyniku czego nagrzewa się tutaj, tak jak nagrzewa się podczas sprężania w pompa. Przeciwnie, w strefie osiowej rury gaz ulega rozrzedzeniu, a następnie ochładza się, rozszerzając. Usuwając gaz ze strefy przyściennej jednym otworem, a ze strefy osiowej drugim, następuje rozdzielenie początkowego strumienia gazu na strumienie gorące i zimne.

Ciecze, w przeciwieństwie do gazów, są praktycznie nieściśliwe. Dlatego przez ponad pół wieku nikomu nie przyszło do głowy, aby zamiast gazu lub pary dostarczać do rurki wirowej wodę. A autor zdecydował się na pozornie beznadziejny eksperyment - zamiast gazu wprowadził do rurki wirowej wodę z wodociągu.

Ku jego zdziwieniu woda w rurce wirowej rozdzieliła się na dwa strumienie o różnych temperaturach. Ale nie gorąco i zimno, ale gorąco i ciepło. Temperatura przepływu „zimnego” okazała się bowiem nieco wyższa od temperatury wody źródłowej dostarczanej przez pompę do rurki wirowej. Dokładna kalorymetria wykazała, że takie urządzenie generuje więcej energii cieplnej, niż zużywa silnik elektryczny pompy dostarczającej wodę do rurki wirowej.

Tak narodził się generator ciepła Potapowa.

Projekt generatora ciepła

Bardziej słuszne jest mówienie o wydajności generatora ciepła - stosunku ilości wytwarzanej przez niego energii cieplnej do ilości energii elektrycznej lub mechanicznej pobieranej przez niego z zewnątrz. Jednak na początku badacze nie mogli zrozumieć, gdzie i jak pojawia się nadmiar ciepła w tych urządzeniach. Sugerowano nawet, że naruszane jest prawo zachowania energii.

Rysunek 2. Schemat wirowego generatora ciepła: 1-rura wtryskowa; 2- ślimak; 3- rurka wirowa; 4- dół; 5- prostownica przepływu; 6- dopasowanie; 7- prostownica przepływu; 8- obejście; 9 - rura odgałęziona.

Wirowy generator ciepła, którego schemat pokazano na rysunku 2, jest połączony rurą wtryskową 1 z kołnierzem pompy odśrodkowej (nie pokazanej na rysunku), która dostarcza wodę pod ciśnieniem 4-6 atm. Dostając się do ślimaka 2, sam strumień wody skręca się ruchem wirowym i wpływa do rurki wirowej 3, której długość jest 10 razy większa niż jej średnica. Wirujący przepływ wirowy w rurze 3 porusza się po spiralnej spirali w pobliżu ścian rury do jej przeciwnego (gorącego) końca, kończąc na dnie 4 z otworem pośrodku, przez który wypływa gorący strumień. Przed dnem 4 zamocowane jest urządzenie hamujące 5 - prostownik przepływu wykonany w postaci kilku płaskich płytek przyspawanych promieniowo do środkowej tulei współosiowej z rurą 3. W widoku z góry przypomina bomby pierzaste lub miny.

Gdy przepływ wirowy w rurze 3 przemieszcza się w kierunku prostownicy 5, w strefie osiowej rury 3 generowany jest przepływ przeciwny. W nim woda, również obracająca się, przemieszcza się do złączki 6, wciętej w płaską ścianę spirali 2 współosiowo z rurą 3 i zaprojektowanej w celu uwolnienia „zimnego” przepływu. W dyszy 6 wynalazca zainstalował kolejny prostownik przepływu 7, podobny do urządzenia hamulcowego 5. Służy on do częściowej zamiany energii obrotowej „zimnego” strumienia na ciepło. Natomiast wychodząca z niej ciepła woda kierowana była obejściem 8 do gorącej rury wylotowej 9, gdzie mieszała się z gorącym strumieniem opuszczającym rurkę wirową przez prostownicę 5. Z rury 9 podgrzana woda trafiała albo bezpośrednio do odbiornika, albo do wymiennika ciepła (wszystko w temacie), przekazując ciepło do obwodu odbiorczego. W tym drugim przypadku ścieki z obiegu pierwotnego (już o niższej temperaturze) wracają do pompy, która ponownie podaje je do rurki wirowej rurą 1.

Po dokładnych i kompleksowych testach i kontrolach kilku egzemplarzy generatora ciepła YUSMAR doszli do wniosku, że nie było żadnych błędów, ciepło jest naprawdę większe niż energia mechaniczna pobierana z silnika pompy, która dostarcza wodę do generatora ciepła i jest jedyny zewnętrzny odbiornik energii w tym urządzeniu.

Nie było jednak jasne, skąd pochodzi „dodatkowe” ciepło. Istniały założenia o ukrytej ogromnej energii wewnętrznej drgań „elementarnych oscylatorów” wody uwalnianej w rurce wirowej, a nawet o uwalnianiu hipotetycznej energii próżni fizycznej w jej warunkach nierównowagowych. Są to jednak tylko założenia, nie poparte konkretnymi obliczeniami potwierdzającymi dane uzyskane eksperymentalnie. Tylko jedno było jasne: odkryto nowe źródło energii i wyglądało na to, że w rzeczywistości była to energia darmowa.

Podczas pierwszych modyfikacji instalacji cieplnych Yu.S. Potapow podłączył swoją grzałkę wirową, pokazaną na ryc. 2, do kołnierza wylotowego zwykłej ramy odśrodkowej pompy do pompowania wody. Jednocześnie cała konstrukcja była otoczona powietrzem (jeśli już o ogrzewaniu domu powietrzem własnymi rękami) i była łatwo dostępna w celu konserwacji.

Ale wydajność pompy, a także wydajność silnika elektrycznego, jest mniejsza niż sto procent. Iloczyn tych wydajności wynosi 60-70%. Reszta to straty, które idą głównie na ogrzewanie otaczającego powietrza. Ale wynalazca chciał podgrzać wodę, a nie powietrze. Dlatego zdecydował się umieścić pompę i jej silnik elektryczny w wodzie, która będzie podgrzewana przez generator ciepła. W tym celu zastosowano pompę głębinową (odwiertową). Teraz ciepło powstające podczas ogrzewania silnika i pompy nie było już oddawane do powietrza, ale do wody, którą należało podgrzać. Tak pojawiła się druga generacja ciepłowni wirowych.

Generator ciepła Potapowa zamienia część swojej energii wewnętrznej na ciepło, a raczej część energii wewnętrznej płynu roboczego - wody.

Wróćmy jednak do seryjnych instalacji cieplnych drugiej generacji. W nich rurka wirowa znajdowała się nadal w powietrzu po stronie izolowanego termicznie naczynia, w którym zanurzona była silnik-pompa wiertnicza. Z gorącej powierzchni rurki wirowej podgrzewano otaczające powietrze, odbierając część ciepła przeznaczonego na podgrzanie wody. Aby zmniejszyć te straty, konieczne było owinięcie rury watą szklaną. Aby nie poradzić sobie z tymi stratami, rurę zanurzono w naczyniu, w którym znajduje się już silnik i pompa. Tak powstał ostatni seryjny projekt instalacji podgrzewania wody, któremu nadano nazwę YUSMAR.

Rysunek 3. Schemat ciepłowni YUSMAR-M: 1 - wirowy generator ciepła, 2 - pompa elektryczna, 3 - kocioł, 4 - pompa obiegowa, 5 - wentylator, 6 - grzejniki, 7 - panel sterowania, 8 - czujnik temperatury.

Instalacja YUSMAR-M

W jednostce YUSMAR-M wirowy generator ciepła w komplecie pompa głębinowa umieszczony we wspólnym kotle naczyniowym z wodą (patrz rysunek 3), tak aby straty ciepła ze ścianek generatora ciepła, a także ciepło wydzielane podczas pracy silnika elektrycznego pompy, również poszło na podgrzanie wody, oraz nie zostały utracone. Automatyka okresowo włącza i wyłącza pompę źródła ciepła, utrzymując temperaturę wody w systemie (lub temperaturę powietrza w ogrzewanym pomieszczeniu) w granicach określonych przez odbiorcę. Na zewnątrz kocioł-naczynie pokryty jest warstwą izolacji termicznej, która jednocześnie pełni funkcję izolacji akustycznej i sprawia, że hałas generatora ciepła jest prawie niesłyszalny nawet bezpośrednio obok kotła.

Jednostki YUSMAR przeznaczone są do podgrzewania wody i dostarczania jej do systemów budynków autonomicznych, przemysłowych i administracyjnych, a także do pryszniców, wanien, kuchni, pralni, pralni, do ogrzewania suszarek produktów rolnych, rurociągów lepkich produktów naftowych w celu zapobiegania im przed zamarznięciem w mrozie i innymi potrzebami przemysłowymi i domowymi.

Rysunek 4. Zdjęcie instalacji cieplnej YUSMAR-M

Jednostki YUSMAR-M zasilane są z przemysłowej sieci trójfazowej 380 V, w pełni zautomatyzowane, dostarczane klientom wraz ze wszystkim, co niezbędne do ich działania i montowane przez dostawcę pod klucz.

Wszystkie te instalacje posiadają ten sam kocioł-naczynie (patrz rysunek 4), w którym zanurzone są rurki wirowe i pompy silnikowe. inna moc wybór najbardziej odpowiedniego dla konkretnego klienta. Wymiary zbiornika kotła: średnica 650 mm, wysokość 2000 mm. Do instalacji tych, zalecanych do stosowania zarówno w przemyśle, jak i w życiu codziennym (do ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych poprzez dostarczanie ciepłej wody do podgrzewaczy wody), stosuje się specyfikacje TU U 24070270.001 -96 oraz certyfikat zgodności ROSS RU. MHOZ. C00039.

Urządzenia YUSMAR są wykorzystywane w wielu przedsiębiorstwach i gospodarstwach domowych, zdobyły setki pochwał od użytkowników. Obecnie już tysiące ciepłowni YUSMAR z sukcesem pracuje w krajach WNP oraz w wielu innych krajach Europy i Azji.

Ich zastosowanie jest szczególnie korzystne tam, gdzie gazociągi nie dotarły jeszcze i gdzie ludzie zmuszeni są wykorzystywać energię elektryczną do podgrzewania wody i ogrzewania pomieszczeń, co z roku na rok staje się coraz droższe.

Rysunek 5. Schemat podłączenia instalacji cieplnej „YUSMAR-M” do systemu podgrzewania wody: 1 - generator ciepła „YUSMAR”; 2 - pompa okrągła; 3-panel sterowania; 4 - termostat.

Instalacje grzewcze YUSMAR pozwalają zaoszczędzić jedną trzecią energii elektrycznej potrzebnej do podgrzewania wody i ogrzewania pomieszczeń tradycyjne metody ogrzewanie elektryczne.

Opracowano dwa schematy podłączenia odbiorców do ciepłowni YUSMAR-M: bezpośrednio do kotła (patrz rysunek 5) - gdy zużycie ciepłej wody w systemie odbiorcy nie podlega gwałtownym zmianom (na przykład do ogrzewania budynku ) oraz poprzez wymiennik ciepła (patrz rys. 6 ) – gdy zużycie wody przez konsumenta zmienia się w czasie.

Instalacje grzewcze YUSMAR nie posiadają części nagrzewających się do temperatury powyżej 100°C, co czyni te instalacje szczególnie akceptowalnymi pod względem bezpieczeństwo przeciwpożarowe i technologię bezpieczeństwa.

Rysunek 6. Schemat podłączenia instalacji cieplnej YUSMAR-M do kabiny prysznicowej: 1-generator ciepła YUSMAR; 2 - pompa obiegowa; 3- panel sterowania; 4 - czujnik temperatury, 5 - wymiennik ciepła.

Zauważyłeś, że wzrosły ceny ogrzewania i ciepłej wody i nie wiesz, co z tym zrobić? Rozwiązaniem problemu drogich surowców energetycznych jest wirowy generator ciepła. Opowiem o tym, jak rozmieszczony jest wirowy generator ciepła i jaka jest zasada jego działania. Dowiesz się także, czy da się złożyć takie urządzenie własnymi rękami i jak to zrobić w domowym warsztacie.

Trochę historii

Wirowy generator ciepła jest uważany za obiecujący i innowacyjny rozwój. Tymczasem technologia nie jest nowa, gdyż już prawie 100 lat temu naukowcy zastanawiali się, jak zastosować zjawisko kawitacji.

Pierwsza działająca instalacja doświadczalna, tzw. „rurka wirowa”, została wyprodukowana i opatentowana przez francuskiego inżyniera Josepha Ranka w 1934 roku.

Rank jako pierwszy zauważył, że temperatura powietrza na wejściu do cyklonu (filtra powietrza) różni się od temperatury tego samego strumienia powietrza na wyjściu. Jednak na wczesne stadia w testach laboratoryjnych rurkę wirową testowano nie pod kątem wydajności grzewczej, ale wręcz przeciwnie, pod kątem wydajności chłodzenia strumieniem powietrza.

Technologia zyskała nowy rozwój w latach 60. XX wieku, kiedy radzieccy naukowcy odgadli, że można ulepszyć rurkę Ranka, wprowadzając do niej ciecz zamiast strumienia powietrza.

Ze względu na większą w porównaniu z powietrzem gęstość ciekłego ośrodka, temperatura cieczy przechodzącej przez rurkę wirową zmieniała się intensywniej. W rezultacie ustalono eksperymentalnie, że płynne medium przechodzące przez ulepszoną rurę Ranka nagrzewało się nienormalnie szybko przy współczynniku konwersji energii wynoszącym 100%!

Niestety, nie było wówczas zapotrzebowania na tanie źródła energii cieplnej, a technologia ta nie znalazła praktycznego zastosowania. Pierwsze działające instalacje kawitacyjne przeznaczone do podgrzewania czynnika ciekłego pojawiły się dopiero w połowie lat 90-tych.

Seria kryzysów energetycznych i w konsekwencji rosnące zainteresowanie alternatywnymi źródłami energii spowodowały wznowienie prac nad wydajnymi przetwornikami energii ruchu strumienia wody na ciepło. Dzięki temu dziś można kupić instalację o wymaganej mocy i zastosować ją w większości systemów grzewczych.

Zasada działania

Kawitacja pozwala nie oddawać ciepła wodzie, ale pobierać ciepło z poruszającej się wody, podgrzewając ją do znacznych temperatur.

Urządzenie do obsługi próbek wirowych generatorów ciepła jest na zewnątrz proste. Widzimy masywny silnik, do którego podłączone jest cylindryczne urządzenie typu „ślimak”.

„Ślimak” to zmodyfikowana wersja fajki Ranka. Ze względu na charakterystyczny kształt intensywność procesów kawitacyjnych we wnęce „ślimaka” jest znacznie większa w porównaniu z rurką wirową.

We wnęce „ślimaka” znajduje się aktywator dysku - dysk ze specjalną perforacją. Kiedy dysk się obraca, aktywuje się płynne medium w „ślimaku”, w wyniku czego zachodzą procesy kawitacyjne:

Silnik elektryczny obraca aktywator dysku. Aktywator dysku jest jak najbardziej ważny element w konstrukcji generatora ciepła i jest on połączony za pomocą wału bezpośredniego lub napędu pasowego z silnikiem elektrycznym. Po włączeniu urządzenia w trybie pracy silnik przenosi moment obrotowy na aktywator;
Aktywator obraca płynne medium. Aktywator jest zaprojektowany w taki sposób, że ciekły ośrodek dostając się do wnęki dysku skręca się i nabywa energię kinetyczną;
Zamiana energii mechanicznej na ciepło. Opuszczając aktywator, płynne medium traci swoje przyspieszenie i w wyniku gwałtownego hamowania następuje efekt kawitacji. W rezultacie energia kinetyczna podgrzewa płynne medium do + 95°C, a energia mechaniczna zamienia się w energię cieplną.

Szereg zastosowań

Ilustracja	Opis zakresu
	Ogrzewanie. Urządzenia przetwarzające energię mechaniczną ruchu wody na ciepło z powodzeniem wykorzystywane są do ogrzewania różnorodnych budynków, od małych budynków prywatnych po duże obiekty przemysłowe. Nawiasem mówiąc, na terenie dzisiejszej Rosji można naliczyć co najmniej dziesięć osiedli, w których centralne ogrzewanie zapewniają nie tradycyjne kotłownie, ale generatory grawitacyjne.
	Ogrzewanie ciepłej wody użytkowej. Generator ciepła po podłączeniu do sieci bardzo szybko podgrzewa wodę. Dlatego takie urządzenia można wykorzystać do podgrzewania wody w autonomicznym systemie zaopatrzenia w wodę, w basenach, łaźniach, pralniach itp.
	Mieszanie niemieszających się cieczy. W warunkach laboratoryjnych jednostki kawitacyjne mogą być stosowane do wysokiej jakości mieszania mediów ciekłych o różnej gęstości, aż do uzyskania jednorodnej konsystencji.

Integracja z systemem grzewczym prywatnego domu

Aby zastosować generator ciepła w systemie grzewczym, należy go do niego wprowadzić. Jak to zrobić dobrze? Właściwie nie ma w tym nic trudnego.

Przed generatorem (na rysunku oznaczonym cyfrą 2) zainstalowana jest pompa odśrodkowa (na rysunku - 1), która będzie dostarczać wodę o ciśnieniu do 6 atmosfer. Za generatorem instaluje się naczynie wyrównawcze (na rysunku - 6) i zawory odcinające.

Zalety stosowania kawitacyjnych generatorów ciepła

Zalety wirowego źródła energii alternatywnej
	gospodarka. Ze względu na efektywne zużycie energii elektrycznej i wysoką wydajność, generator ciepła jest bardziej ekonomiczny w porównaniu z innymi rodzajami urządzeń grzewczych.
	Małe wymiary w porównaniu do konwencjonalnych urządzeń grzewczych o podobnej mocy. Generator stacjonarny przystosowany do ogrzewania mały dom, dwukrotnie bardziej kompaktowy niż nowoczesny kocioł gazowy. Jeśli zainstalujesz generator ciepła w konwencjonalnej kotłowni zamiast kotła na paliwo stałe, pozostanie dużo wolnego miejsca.
	Lekki ciężar instalacyjny. Dzięki niewielkiej wadze nawet duże elektrownie dużej mocy można z łatwością postawić na podłodze kotłowni bez konieczności budowania specjalnego fundamentu. Nie ma żadnych problemów z lokalizacją kompaktowych modyfikacji. Jedyne, na co należy zwrócić uwagę podczas instalowania urządzenia w systemie grzewczym, to wysoki poziom hałas. Dlatego instalacja generatora jest możliwa tylko w lokale niemieszkalne- w kotłowni, piwnicy itp.
	Prosty projekt. Generator ciepła typu kawitacyjnego jest tak prosty, że nie ma w nim nic do złamania. Urządzenie ma niewielką liczbę elementów ruchomych mechanicznie i w zasadzie nie ma skomplikowanej elektroniki. Dlatego prawdopodobieństwo awarii urządzenia w porównaniu z kotłami gazowymi, a nawet na paliwo stałe jest minimalne.
	Nie ma potrzeby dodatkowych modyfikacji. Generator ciepła można zintegrować z istniejącą instalacją grzewczą. Oznacza to, że nie będzie konieczna zmiana średnicy rur ani ich lokalizacji.
	Nie ma potrzeby uzdatniania wody. Jeśli do normalnej pracy kotła gazowego potrzebny jest filtr wody bieżącej, instalując grzejnik kawitacyjny, nie można bać się zatorów. Ze względu na specyficzne procesy zachodzące w komorze roboczej generatora, na ściankach nie powstają zatory i kamień.
	Praca urządzeń nie wymaga stałego monitorowania. Jeśli za kotły na paliwo stałe musisz się opiekować, wtedy grzejnik kawitacyjny działa w trybie offline. Instrukcja obsługi urządzenia jest prosta – wystarczy włączyć silnik w sieci i w razie potrzeby wyłączyć.
	Przyjazność dla środowiska. Instalacje kawitacyjne nie wpływają w żaden sposób na ekosystem, ponieważ jedynym elementem energochłonnym jest silnik elektryczny.

Schematy produkcji kawitacyjnego generatora ciepła

Aby własnoręcznie wykonać urządzenie operacyjne, rozważymy rysunki i schematy urządzeń wykonawczych, których skuteczność została ustalona i udokumentowana w urzędach patentowych.

Ilustracje	Ogólny opis konstrukcji kawitacyjnych generatorów ciepła
	Ogólny widok urządzenia. Rysunek 1 przedstawia najczęstszy układ kawitacyjnego generatora ciepła. Cyfra 1 oznacza dyszę wirową, na której zamontowana jest komora wirowa. Od strony komory wirowej widać rurę wlotową (3), która jest połączona z pompą odśrodkową (4). Liczba 6 na schemacie oznacza rury wlotowe służące do wytworzenia przepływu zakłócającego. Szczególnie ważnym elementem na schemacie jest rezonator (7) wykonany w postaci pustej komory, której objętość zmieniana jest za pomocą tłoka (9). Liczby 12 i 11 oznaczają przepustnice, które zapewniają kontrolę intensywności dostarczania przepływów wody.
	Urządzenie z dwoma rezonatorami szeregowymi. Rysunek 2 przedstawia generator ciepła, w którym rezonatory (15 i 16) są zainstalowane szeregowo. Jeden z rezonatorów (15) wykonany jest w postaci pustej komory otaczającej dyszę, co jest oznaczone cyfrą 5. Drugi rezonator (16) również jest wykonany w postaci pustej komory i znajduje się na tylnym końcu urządzenie w pobliżu rur wlotowych (10) dostarczające przepływy zakłócające. Dławiki oznaczone numerami 17 i 18 odpowiadają za intensywność dopływu ciekłego medium oraz za sposób pracy całego urządzenia.
	Generator ciepła z przeciwrezonatorami. Na ryc. 3 pokazuje rzadki, ale bardzo wydajny schemat urządzenie, w którym dwa rezonatory (19, 20) są umieszczone naprzeciw siebie. Na tym schemacie dysza wirowa (1) z dyszą (5) otacza wylot rezonatora (21). Naprzeciwko rezonatora oznaczonego numerem 19 widać wlot (22) rezonatora 20. Należy pamiętać, że otwory wyjściowe obu rezonatorów są umieszczone współosiowo.

Ilustracje	Opis komory wirowej (Ślimaki) w konstrukcji kawitacyjnego generatora ciepła
	Generator ciepła kawitacyjnego „Ślimak” w przekroju. Na tym schemacie można zobaczyć następujące szczegóły: 1 - obudowa, która jest pusta i w której znajdują się wszystkie zasadniczo ważne elementy; 2 - wał, na którym zamocowana jest tarcza wirnika; 3 - pierścień wirnika; 4 - stojan; 5 - otwory technologiczne wykonane w stojanie; 6 - emitery w postaci prętów. Główne trudności w wytwarzaniu tych elementów mogą pojawić się przy wytwarzaniu pustego korpusu, ponieważ najlepiej jest go wykonać w formie odlewu. Ponieważ w domowym warsztacie nie ma sprzętu do odlewania metalu, taka konstrukcja, choć z uszkodzeniem wytrzymałości, będzie musiała zostać spawana.
	Schemat połączenia pierścienia wirnika (3) i stojana (4). Schemat przedstawia pierścień wirnika i stojan w momencie wyrównania podczas przewijania tarczy wirnika. Oznacza to, że przy każdej kombinacji tych elementów widzimy powstawanie efektu podobnego do działania rury Rank. Taki efekt będzie możliwy pod warunkiem, że w urządzeniu złożonym według zaproponowanego schematu wszystkie części będą do siebie idealnie dopasowane.
	Przemieszczanie obrotowe pierścienia wirnika i stojana. Ten schemat pokazuje położenie elementów konstrukcyjnych „ślimaka”, w którym następuje szok hydrauliczny (zapadnięcie się pęcherzyka) i nagrzewa się płynne medium. Oznacza to, że ze względu na prędkość obrotu tarczy wirnika możliwe jest ustawienie parametrów intensywności występowania wstrząsów hydraulicznych, które powodują uwolnienie energii. Mówiąc najprościej, im szybciej dysk się obraca, tym wyższa jest temperatura medium wodnego na wylocie.

Podsumowując

Teraz już wiesz, jakie jest popularne i poszukiwane źródło energii alternatywnej. Dzięki temu łatwo będzie Ci zdecydować, czy taki sprzęt jest odpowiedni, czy nie. Polecam również obejrzenie filmu w tym artykule.

LL.FOMINSKIY, Czerkasy
Artykuł o pewnym wynalazku, który budzi wiele kontrowersji.

Od redaktora. Kilka dni temu do Czerkasów przyszedł faks z Moskwy: „Rosyjska Akademia Nauk Przyrodniczych wybrała L.P. Fominskiego na zagranicznego członka akademii”. Ten wysoki tytuł otrzymał za swoją książkę Leonid Pawłowicz „Sekrety maltańskiego X, czyli w stronę teorii ruchu”, który mówi, jak uzyskać niewyczerpaną darmową energię z dowolnej substancji, wprawiając ją w obrót i zamieniając część masy ciał w energię. Według teorii L.P. Fominsky'ego wynalazca Yu Slotapov z Kiszyniowa zaprojektował generatory ciepła. Są już produkowane masowo do ogrzewania domów, w których występuje „stres” gazu ziemnego i sieci ciepłowniczych.

Taki generator ciepła zużywa, powiedzmy, 10 kW z sieci i wytwarza ciepło (gorącą wodę) o 15 kW. Okazuje się, że 5 kW darmowej energii. niż nie" Maszyna ruchu wiecznego„?! Firma Yusmar w Kiszyniowie produkuje dla odbiorców indywidualnych generatory ciepła o mocy od 3 do 65 kW, a dla dużych warsztatów, a nawet dla wsi – elektrownie cieplne o mocy od 100 do 6000 kW. Generatory ciepła Potapowa zostały nagrodzone złotem medale na wystawach w Moskwie i Budapeszcie Obecnie LL.Fominsky wraz z Yu.S.Potapovem kończą książkę „Vortex Energy”.

Generator ciepła Potapowa został wynaleziony na początku lat 90-tych (patent rosyjski 2045715, patent ukraiński 7205). Wyglądem przypomina rurkę wirową J. Ranke'a, wynalezioną przez tego francuskiego inżyniera pod koniec lat dwudziestych XX wieku i opatentowaną w USA (patent 1952281). Francuscy naukowcy wyśmiewali wówczas raport J. Ranke'a, ich zdaniem działanie rurki wirowej było sprzeczne z prawami termodynamiki.

Kompletna i spójna teoria działania rurki wirowej nadal nie istnieje, pomimo prostoty tego urządzenia. „Na palcach” wyjaśniają, że gaz rozkręcany w rurce wirowej jest ściskany na ściankach rurki pod działaniem sił odśrodkowych, w wyniku czego nagrzewa się, tak jak nagrzewa się przy ściskaniu pompa. Przeciwnie, w strefie osiowej rury gaz ulega rozrzedzeniu, a następnie ochładza się, rozszerzając. Usunięcie gazu z obszaru przyściennego przez jeden otwór, a z osiowego przez drugi, pozwala na rozdzielenie początkowego strumienia gazu na strumienie gorące i zimne.

Ciecze w przeciwieństwie do gazów są praktycznie nieściśliwe, dlatego przez pół wieku nikomu nie przyszło do głowy, aby zamiast gazu wprowadzać wodę do rurki wirowej. Po raz pierwszy dokonał tego pod koniec lat 80. XX wieku Ju.S. Potapow w Kiszyniowie. Ku jego zdziwieniu woda w rurce wirowej rozdzieliła się na dwa strumienie o różnych temperaturach. Ale nie gorąco i zimno, ale gorąco i ciepło. Temperatura przepływu „zimnego” okazała się bowiem nieco wyższa od temperatury wody źródłowej dostarczanej przez pompę do rurki wirowej. Dokładna kalorymetria wykazała, że takie urządzenie wytwarza więcej energii cieplnej, niż zużywa silnik elektryczny pompy, która dostarcza wodę do rurki wirowej.

Tak narodził się generator ciepła Potapowa , którego schemat pokazano na rysunku. Jego rura wtryskowa 1 jest połączona z kołnierzem pompy odśrodkowej (niepokazanej na rysunku), która dostarcza wodę pod ciśnieniem 4-6 atm. Dostając się do ślimaka 2, sam strumień wody skręca się ruchem wirowym i wpływa do rurki wirowej 3, której długość jest 10 razy większa niż jej średnica. Wirujący przepływ wirowy w rurze 3 porusza się po spiralnej spirali w pobliżu ścian rury do jej przeciwnego (gorącego) końca, kończąc na dnie 4 z otworem w środku, przez który wypływa gorący strumień. Przed dnem 4 zamocowane jest urządzenie hamujące 5 - prostownica przepływu wykonana w postaci kilku płaskich płytek przyspawanych promieniowo do tulei środkowej współosiowo z rurą 3. Gdy przepływ wirowy w rurze 3 przemieszcza się w stronę tej prostownicy 5 , w strefie osiowej rury 3 generowany jest przepływ przeciwny. W nim woda, również obracająca się, przemieszcza się do armatury 6, wciętej w płaską ścianę spirali 2 współosiowo z rurą 3 i przeznaczonej do uwalniania „zimnego” strumienia. W dyszy 6 wynalazca zainstalował kolejny prostownik przepływu 7, podobny do urządzenia hamującego 5. Służy on do częściowej zamiany energii obrotowej „zimnego” strumienia na ciepło. Natomiast wychodząca z niej ciepła woda kierowana była obejściem 8 do gorącej rury wylotowej 9, gdzie mieszała się z gorącym strumieniem opuszczającym rurkę wirową przez prostownicę 5. Z rury 9 podgrzana woda trafiała albo bezpośrednio do odbiornika, albo do wymiennika ciepła, który przekazuje ciepło do obiegu odbiorczego. W tym drugim przypadku ścieki z obiegu pierwotnego (już o niższej temperaturze) wracają do pompy, która ponownie podaje je do rurki wirowej rurą 1. W tabeli przedstawiono parametry kilku modyfikacji wirowego generatora ciepła przez Yu.S. Potapova (patrz zdjęcie) do produkcji seryjnej i wyprodukowany przez jego firmę „Yusmar”. Istnieją warunki techniczne tego generatora ciepła TU U 24070270, 001-96. Generator ciepła jest stosowany w wielu przedsiębiorstwach i gospodarstwach domowych, zdobył setki pochwał od użytkowników. Ale przed ukazaniem się książki nikt nie wyobrażał sobie, jakie procesy zachodzą w generatorze ciepła Potapowa, co utrudnia jego dystrybucję i wykorzystanie. Nawet teraz trudno powiedzieć, jak działa to pozornie proste urządzenie i jakie procesy w nim zachodzą, prowadzące do pojawienia się dodatkowego ciepła, pozornie z niczego. W 1870 r. R. Clausius sformułował słynne twierdzenie o wiriale, które stwierdza, że w dowolnym połączonym układzie równowagi ciał średnia w czasie energia potencjalna ich połączenia ze sobą w wartości bezwzględnej jest dwukrotnie większa od średniej w czasie całkowitej energii kinetycznej ciała ruch tych ciał względem siebie:

Epot \u003d - 2 Ekin. (1)

Twierdzenie to można wyprowadzić rozważając ruch planety o masie m wokół Słońca po orbicie o promieniu R. Na planetę działa siła odśrodkowa Fc = mV2/R i jednakowa, ale przeciwnie skierowana siła przyciąganie grawitacyjne Frp = -GmM/R2. Powyższe wzory na siły tworzą pierwszą parę równań, a drugie tworzą wyrażenia na energię kinetyczną planety Ekin =mV2/2 i jej energię potencjalną Еgr = GmM/R w polu grawitacyjnym Słońca, które ma masa M. Z tego układu czterech równań wynika wyrażenie na twierdzenia o wiriale (1). Twierdzenie to stosuje się także przy rozważaniu planetarnego modelu atomu zaproponowanego przez E. Rutherforda. Tylko w tym przypadku nie działają już siły grawitacyjne, ale siły elektrostatycznego przyciągania elektronu do jądra atomowego. Znak „-” w (1) pojawił się, ponieważ wektor siły dośrodkowej jest przeciwny do wektora siła odśrodkowa. Znak ten oznacza niedobór (deficyt) w połączonym układzie ciał ilości dodatniej energii masy w porównaniu z sumą energii spoczynkowych wszystkich ciał tego układu. Rozważ wodę w szklance jako system połączonych ciał. Składa się z cząsteczek H2O, połączonych ze sobą tzw. wiązaniami wodorowymi, których działanie decyduje o sztywności wody, w przeciwieństwie do pary wodnej, w której cząsteczki wody nie są już ze sobą związane. W wodzie w stanie ciekłym część wiązań wodorowych została już zerwana, a im wyższa temperatura wody, tym więcej wiązań zerwanych. Tylko w pobliżu lodu prawie wszystkie są nienaruszone.

Kiedy zaczynamy kręcić łyżką wodę w szklance, twierdzenie wirialne wymaga, aby pomiędzy cząsteczkami wody powstały dodatkowe wiązania wodorowe (w wyniku odtworzenia wcześniej zerwanych), tak jakby obniżono temperaturę wody. A pojawieniu się dodatkowych wiązań powinna towarzyszyć emisja energii wiązania. Międzycząsteczkowe wiązania wodorowe, których energia wynosi zwykle 0,2-0,5 eV, odpowiadają promieniowaniu podczerwonemu o takiej energii fotonów. Ciekawie byłoby więc przyjrzeć się procesowi wirowania wody przez noktowizor (najprostszy eksperyment, ale nikt go nie przeprowadził!). Ale nie dostaniesz tyle ciepła. I nie będziesz w stanie podgrzać wody do temperatury wyższej niż ta, do której zostałaby podgrzana z powodu tarcia jej przepływu o ścianki szkła wraz ze stopniową przemianą energii kinetycznej jej obrotu w ciepło. Ponieważ gdy woda przestanie się obracać, wiązania wodorowe powstałe podczas jej rozwijania natychmiast zaczną się rozpadać, na co zostanie wydane ciepło tej samej wody. Będzie wyglądać tak, jakby woda ochładzała się samoistnie, bez wymiany ciepła środowisko. Można powiedzieć, że w miarę szybszego wirowania wody jej ciepło właściwe maleje, a gdy obrót zwalnia, wzrasta do wartości normalnej. W tym przypadku temperatura wody w pierwszym przypadku wzrasta, a w drugim przypadku maleje bez zmiany zawartości ciepła w wodzie.

Gdyby tylko ten mechanizm działał w generatorze ciepła Potapowa, nie otrzymalibyśmy z niego namacalnego uwolnienia dodatkowego ciepła. Aby pojawiła się dodatkowa energia, w wodzie muszą powstać nie tylko krótkotrwałe wiązania wodorowe, ale także pewne długoterminowe. Który? Wiązania międzyatomowe, które zapewniają połączenie atomów w cząsteczki, można od razu wykluczyć z rozważań, ponieważ w wodzie generatora ciepła nie pojawiają się żadne nowe cząsteczki. Pozostaje mieć nadzieję na wiązania jądrowe między nukleonami jąder atomów w wodzie. Musimy założyć, że w wodzie wirowego generatora ciepła zachodzą zimne reakcje syntezy jądrowej.

Dlaczego reakcje jądrowe są możliwe w temperaturze pokojowej? Przyczyna leży w wiązaniach wodorowych. Cząsteczka wody H2O składa się z atomu tlenu związanego wiązaniami kowalencyjnymi z dwoma atomami wodoru. Przy takim wiązaniu elektron atomu wodoru przez większość czasu znajduje się pomiędzy atomem tlenu a jądrem atomu wodoru. Dlatego ten ostatni nie jest zasłonięty z przeciwnej strony chmurą elektronów, ale częściowo odsłonięty. Z tego powodu cząsteczka wody ma jakby dwa dodatnio naładowane guzki na swojej powierzchni, które decydują o ogromnej polaryzowalności cząsteczek wody. W ciekłej wodzie sąsiednie cząsteczki przyciągają się do siebie, ponieważ ujemnie naładowany obszar jednej cząsteczki przyciąga dodatnio naładowany guzek drugiej. W tym przypadku jądro atomu wodoru – proton zaczyna należeć do obu cząsteczek jednocześnie, co warunkuje wiązanie wodorowe.
L. Pauling w latach trzydziestych XX wieku wykazał, że proton na wiązaniu wodorowym od czasu do czasu przeskakuje z jednej pozycji do drugiej z częstotliwością skoków 104 1/s.

W tym przypadku odległość między pozycjami wynosi tylko 0,7 A. Ale nie wszystkie wiązania wodorowe w wodzie mają tylko jeden proton każde. Kiedy struktura wody zostanie zaburzona, proton może zostać wytrącony z wiązania wodorowego i przeniesiony do sąsiedniego. W rezultacie niektóre wiązania (tzw. defektywne orientacyjnie) mają jednocześnie po dwa protony, zajmując obie dozwolone pozycje w odległości 0,7 A między nimi. A gęstość zorientowanie wadliwych wiązań wodorowych w zwykłej wodzie wynosi około 1015 cm „3. Przy tak dużej gęstości reakcje jądrowe między protonami na wiązaniach wodorowych powinny przebiegać z dość dużą szybkością. Ale w szklance niegazowanej wody takie reakcje, jak wiadomo, nie odchodź, w przeciwnym razie zawartość deuteru w wodzie naturalnej byłaby znacznie wyższa niż ilość, która jest w rzeczywistości (0,015%).

Astrofizycy uważają, że reakcja połączenia dwóch atomów wodoru w jeden atom deuteru jest niemożliwa, gdyż zabraniają tego prawa zachowania. Ale reakcja tworzenia deuteru z dwóch atomów wodoru i elektronu wydaje się nie być zabroniona, ale w plazmie prawdopodobieństwo jednoczesnego zderzenia takich cząstek jest bardzo małe. W naszym przypadku czasami zderzają się dwa protony na tym samym wiązaniu wodorowym (elektrony niezbędne do takiej reakcji są zawsze dostępne w postaci chmur elektronów). Ale w normalnych warunkach takie reakcje nie zachodzą w wodzie, ponieważ ich realizacja wymaga równoległego zorientowania spinów obu protonów, ponieważ spin powstałego deuteru jest równy jedności. Równoległa orientacja spinów dwóch protonów na tym samym wiązaniu wodorowym jest zabroniona przez zasadę Pauliego. Aby przeprowadzić reakcję tworzenia deuteru, konieczne jest odwrócenie spinu jednego z protonów.

Takie odwrócenie spinu odbywa się za pomocą pól skrętnych (pola wirowania), które pojawiają się podczas wirowego ruchu wody w rurce wirowej generatora ciepła Potapowa. Zjawisko zmiany kierunku spinów cząstek elementarnych przez pola torsyjne zostało przewidziane w teorii opracowanej przez G.I.Shipova i jest już szeroko stosowane w szeregu zastosowań technicznych.

Zatem w generatorze ciepła Potapowa zachodzi szereg reakcji jądrowych, stymulowanych przez pola torsyjne. Powstaje pytanie, czy podczas pracy generatora ciepła nie pojawia się promieniowanie szkodliwe dla ludzi. Nasze eksperymenty opisane w wykazały, że dawka jonizacji podczas pracy 5-kilowatowego generatora ciepła Yusmar-2 przy zwykła woda wynosi tylko 12-16 mikroR/h. Jest to 1,5-2 razy więcej niż tło naturalne, ale 3 razy mniej niż maksymalna dopuszczalna dawka ustalona w normach bezpieczeństwa radiacyjnego NRB-87 dla populacji niezwiązanej z działalność zawodowa z promieniowaniem jonizującym. Ale nawet to znikome promieniowanie układ pionowy gorący koniec rurki wirowej generatora ciepła schodzi na dół do ziemi, a nie na boki, gdzie mogą przebywać ludzie. Pomiary te wykazały również, że promieniowanie pochodzi głównie ze strefy urządzenia hamującego zlokalizowanego na gorącym końcu rurki wirowej. Sugeruje to, że reakcje jądrowe najwyraźniej zachodzą w pęcherzykach kawitacyjnych i jaskiniach, które powstają, gdy woda przepływa wokół krawędzi urządzenia hamującego. Wzmocnienie rezonansowe drgań dźwiękowych słupa wody w rurce wirowej prowadzi do okresowego ściskania i rozszerzania wnęki parowo-gazowej. Po skompresowaniu mogą w nim wytworzyć się wysokie ciśnienia i temperatury, przy których reakcje jądrowe powinny przebiegać intensywniej niż przy temperatura pokojowa i normalne ciśnienie. Tak więc zimna fuzja może w rzeczywistości okazać się nie całkiem zimna, ale lokalnie gorąca. Ale mimo to nie występuje w plazmie, ale na wiązaniach wodorowych wody. Więcej na ten temat można przeczytać w.

Intensywność reakcji jądrowych podczas pracy generatora ciepła Potapowa na zwykłej wodzie jest niska, dlatego jonizacja wytworzona przez emanujące z niego promieniowanie jonizujące jest zbliżona do tła. Dlatego też promieniowanie to jest trudne do wykrycia i zidentyfikowania, co może budzić wątpliwości co do słuszności powyższych pomysłów. Wątpliwości znikają, gdy do wody doprowadzanej do rurki wirowej wytwornicy ciepła doda się około 1% wody ciężkiej (deuterowej). Takie eksperymenty, opisane w , wykazały, że intensywność promieniowania neutronowego w rurce wirowej znacznie wzrasta i przekracza tło 2-3 razy. Rejestrowano także pojawienie się trytu w takim płynie roboczym, w wyniku czego aktywność płynu roboczego wzrosła o 20% w porównaniu do tego, jaki miał przed włączeniem generatora ciepła. Wszystko to sugeruje, że generator ciepła Potapowa jest działającym przemysłowym reaktorem zimnej syntezy jądrowej, o możliwości, której fizycy spierają się aż do chrypki od 10 lat. Podczas gdy się kłócili, Ju.S. Potapow stworzył go i założył produkcja przemysłowa. I taki reaktor pojawił się w samą porę – gdy kryzys energetyczny wywołany brakiem paliw konwencjonalnych z roku na rok pogłębia się, a stale rosnąca skala spalania paliw organicznych prowadzi do zanieczyszczenia i przegrzania atmosfery na skutek „efektu cieplarnianego”, co może doprowadzić do katastrofy ekologicznej. Generator ciepła Potapowa daje ludzkości nadzieję na szybkie pokonanie tych trudności.

Podsumowując, należy dodać, że prostota generatora ciepła Potapowa zachęciła wielu do podjęcia prób wprowadzenia do produkcji takiego lub podobnego generatora ciepła bez konieczności uzyskiwania licencji od właściciela patentu. Szczególnie dużo takich prób było na Ukrainie. Ale wszystkie zakończyły się niepowodzeniem, ponieważ po pierwsze, generator ciepła ma „know-how”, nie wiedząc, które z nich nie pozwalają na osiągnięcie pożądanej mocy cieplnej. Po drugie, projekt jest tak dobrze chroniony patentem Potapowa, że obejście go jest prawie niemożliwe, tak jak nikomu nie udało się ominąć patentu Singera na „maszynę, która szyje igłą z otworem na nitkę na końcu”. Łatwiej jest kupić licencję, o którą Ju.S. Potapow prosi za jedyne 15 tys. dolarów, i skorzystać z rad wynalazcy przy uruchamianiu produkcji swoich generatorów ciepła, co może pomóc Ukrainie rozwiązać problem ciepłownictwa.

Literatura

Potapow Yu.S., Fominsky L.P. Energia wirowa i zimna synteza jądrowa z punktu widzenia teorii ruchu. - Kiszyniów-Czerkasy: Oko-Plus, -387 s.
Maeno N. Nauka o lodzie. -M.: Mir, 1988, -229 s. Z. Shipov G.I. Teoria próżni fizycznej. -M.: NT-Center, 1993, -362 s.
Akimov A.E., Finogeev V.P. Eksperymentalne przejawy pól skrętnych i technologii skrętnych. -M.: Wydawnictwo NTC Informtechnika, 1996, -68 s.
Bazhutow Yun. i wsp. Rejestracja trytu, neutronów i węgla radioaktywnego podczas pracy jednostki hydraulicznej Yusmar.//W książce. „3. Rosyjska Konferencja na temat zimnej syntezy jądrowej i transmutacji jąder RKKhYaSTYA-G. -M.: SIC FTP Erzion, 1996, -s.72.
Fominsky L.P. Tajemnice maltańskiego X, czyli w stronę teorii ruchu.-Czerkassy: Bi "long, 1998, - 112 s.

Z dala od wszelkich obiektów przemysłowych istnieje możliwość ogrzewania pomieszczeń klasycznymi generatorami ciepła zasilanymi spalaniem gazu, cieczy lub paliwo stałe, a używanie grzejnika z elementami grzejnymi jest niepraktyczne lub niebezpieczne. W takich sytuacjach na ratunek przychodzi wirowy generator ciepła, wykorzystujący procesy kawitacyjne do podgrzania płynu roboczego. Podstawowe zasady działania tych urządzeń odkryto już w latach 30. ubiegłego wieku, a od lat 50. są aktywnie rozwijane. Jednak wprowadzenie ogrzewania cieczy do procesu produkcyjnego na skutek efektów wirowych nastąpiło dopiero w latach 90., kiedy kwestia oszczędzania zasobów energii stała się najbardziej dotkliwa.

Urządzenie i zasada działania

Początkowo dzięki przepływom wirowym nauczyli się podgrzewać powietrze i nie tylko mieszaniny gazów. W tamtym momencie nie można było w ten sposób podgrzewać wody ze względu na brak jej właściwości ściskających. Pierwsze próby w tym kierunku podjął Merkulov, który zaproponował napełnienie rury Rank wodą zamiast powietrzem. Okazało się, że doszło do uwolnienia ciepła efekt uboczny ruch wirowy cieczy i przez długi czas proces ten nie miał nawet uzasadnienia.

Dziś wiadomo, że gdy ciecz przepływa przez specjalną komorę pod wpływem nadmiernego ciśnienia, cząsteczki wody wypychają cząsteczki gazu, które gromadzą się w pęcherzykach. Ze względu na procentową przewagę wody, jej cząsteczki mają tendencję do kruszenia wtrąceń gazowych, a ich ciśnienie powierzchniowe wzrasta. Przy dalszym dostarczaniu cząsteczek gazu temperatura wewnątrz wtrąceń wzrasta, osiągając 800 - 1000°С. Natomiast po dotarciu do strefy o niższym ciśnieniu następuje proces kawitacji (zapadania się) pęcherzyków, podczas którego zgromadzona energia cieplna zostaje uwolniona do otaczającej przestrzeni.

W zależności od sposobu powstawania pęcherzyków kawitacyjnych wewnątrz cieczy, wszystkie wirowe generatory ciepła dzielą się na trzy kategorie:

Pasywne układy styczne;
Pasywne układy osiowe;
urządzenia aktywne.

Przyjrzyjmy się teraz bliżej każdej kategorii.

Pasywne styczne turbiny wiatrowe

Są to wirowe generatory ciepła, w których komora termogeneracyjna ma konstrukcję statyczną. Strukturalnie takie generatory wirów są komorą z kilkoma dyszami, przez które doprowadzane i usuwane jest chłodziwo. Nadmierne ciśnienie w nich powstaje w wyniku tłoczenia cieczy przez sprężarkę, kształt komory i jej zawartość to rura prosta lub skręcona. Przykład takiego urządzenia pokazano na poniższym rysunku.

Obrazek 1: Schemat obwodu pasywny generator styczny

Gdy płyn przepływa przez rurę wlotową, zwalnia na wlocie komory ze względu na urządzenie hamujące, co powoduje rozrzedzenie przestrzeni w strefie rozszerzania objętości. Następnie pęcherzyki zapadają się i woda się nagrzewa. Aby uzyskać energię wirową w pasywnych wirowych generatorach ciepła, instaluje się kilka wejść/wyjść z komory, dysze, zmienny kształt geometryczny i inne techniki wytwarzania zmiennego ciśnienia.

Pasywne osiowe generatory ciepła

Podobnie jak poprzedni typ, pasywne osiowe nie mają ruchomych elementów powodujących turbulencje. Generatory ciepła Vortex tego typu podgrzewają płyn chłodzący, instalując w komorze membranę z otworami cylindrycznymi, spiralnymi lub stożkowymi, dyszę, matrycę, przepustnicę, działającą jako urządzenie zwężające. Niektóre modele mają ich kilka elementy grzejne Z różne cechy otwory przelotowe w celu poprawy ich wydajności.

Ryż. 2: Schemat ideowy pasywnego osiowego generatora ciepła

Spójrz na rysunek, oto zasada działania najprostszego osiowego generatora ciepła. Instalacja termiczna składa się z komory grzewczej, rury wlotowej wprowadzającej strumień zimnej cieczy, elementu kształtującego przepływ (nie występuje we wszystkich modelach), urządzenia zwężającego oraz rury wylotowej ze strumieniem gorącej wody.

Aktywne generatory ciepła

Ogrzewanie cieczy w takich wirowych generatorach ciepła odbywa się w wyniku działania aktywnego ruchomego elementu, który współdziała z czynnikiem chłodzącym. Wyposażone są w komory kawitacyjne z aktywatorami dyskowymi lub bębnowymi. Są to obrotowe generatory ciepła, jednym z najbardziej znanych jest generator ciepła Potapowa. Najprostszy schemat aktywnego generatora ciepła pokazano na poniższym rysunku.

Ryż. 3: Schemat ideowy aktywnego generatora ciepła

Gdy aktywator się w nim obraca, w wyniku otworów na powierzchni aktywatora tworzą się pęcherzyki i skierowane przeciwnie do nich na przeciwległą ścianę komory. Konstrukcja ta jest uważana za najbardziej efektywną, ale też dość trudną w doborze parametrów geometrycznych elementów. Dlatego zdecydowana większość wirowych generatorów ciepła posiada perforację tylko na aktywatorze.

Zamiar

W chwili wprowadzenia do eksploatacji generatora kawitacji był on używany wyłącznie zgodnie z jego przeznaczeniem – do przenoszenia energii cieplnej. Dziś w związku z rozwojem i doskonaleniem tego kierunku, wirowe generatory ciepła wykorzystywane są do:

Ogrzewanie pomieszczeń zarówno mieszkalnych, jak i przemysłowych;
Płyn grzewczy do realizacji operacji technologicznych;
Jak przepływowe podgrzewacze wody, ale z wyższą sprawnością niż kotły klasyczne;
Do pasteryzacji i homogenizacji mieszanek spożywczych i farmaceutycznych w zadanej temperaturze (zapewnia to usunięcie wirusów i bakterii z cieczy bez obróbki cieplnej);
Uzyskanie zimnego strumienia (w takich modelach gorąca woda jest skutkiem ubocznym)
Mieszanie i oddzielanie produktów naftowych, dodawanie pierwiastków chemicznych do powstałej mieszaniny;
Wytwarzanie pary.

Wraz z dalszym udoskonalaniem wirowych generatorów ciepła ich zakres będzie się poszerzał. Tym bardziej, że ten gatunek urządzenia grzewcze spełniają szereg warunków umożliwiających zastąpienie wciąż konkurencyjnych technologii z przeszłości.

Zalety i wady

W porównaniu z identycznymi technologiami przeznaczonymi do ogrzewania pomieszczeń lub ogrzewania cieczy, wirowe generatory ciepła mają szereg istotnych zalet:

Przyjazność dla środowiska- w porównaniu z generatorami ciepła na gaz, paliwo stałe i olej napędowy, nie zanieczyszczają środowiska;
Bezpieczeństwo przeciwpożarowe i wybuchowe- modele wirowe w porównaniu z gazowymi generatorami ciepła i urządzeniami na produktach naftowych nie stwarzają takiego zagrożenia;
zmienność- wirowy generator ciepła można zamontować w istniejących instalacjach bez konieczności instalowania nowych rurociągów;
oszczędność– w niektórych sytuacjach jest o wiele bardziej opłacalny niż klasyczne generatory ciepła, gdyż dają to samo moc cieplna pod względem zużytej energii elektrycznej;
Nie ma potrzeby stosowania układu chłodzenia;
Nie wymaga organizacji usuwania produktów spalania, nie rozróżniaj tlenek węgla i nie zanieczyszczaj powietrza Obszar roboczy lub pomieszczenia mieszkalne;
Zapewnij wystarczająco wysoką wydajność- około 91 - 92% przy stosunkowo małej mocy silnika elektrycznego lub pompy;
Kamień nie tworzy się po podgrzaniu cieczy, co znacznie zmniejsza prawdopodobieństwo uszkodzeń spowodowanych korozją i zatykaniem osadami wapiennymi;

Ale oprócz zalet wirowe generatory ciepła mają również szereg wad:

Tworzy silne obciążenie akustyczne w miejscu instalacji, co znacznie ogranicza ich zastosowanie bezpośrednio w sypialniach, przedpokojach, biurach i podobnych miejscach;
Charakteryzuje się dużymi wymiarami w porównaniu z klasycznymi podgrzewaczami cieczy;
Wymaga precyzyjnego dostrojenia procesu kawitacji, ponieważ pęcherzyki zderzając się ze ściankami rurociągu i elementami roboczymi pompy, prowadzą do ich szybkiego zużycia;
Stosunkowo drogie naprawy w przypadku awarii elementów wirowego generatora ciepła.

Kryteria wyboru

Przy wyborze wirowego generatora ciepła ważne jest określenie aktualnych parametrów urządzenia, które są najbardziej odpowiednie do rozwiązania zadania. Opcje te obejmują:

Pobór energii- określa ilość energii elektrycznej pobieranej z sieci niezbędną do pracy instalacji.
Współczynnik konwersji- określa stosunek energii zużytej w kW i przydzielonej jako energia cieplna w kW.
Przepływ- określa prędkość cieczy i możliwość jej regulacji (pozwala regulować wymianę ciepła w instalacjach grzewczych lub ciśnienie w podgrzewaczu wody).
Rodzaj komory wirowej- określa sposób pozyskiwania energii cieplnej, efektywność procesu i niezbędne do tego koszty.
wymiary – ważny czynnik, wpływające na możliwość zainstalowania generatora ciepła w dowolnym miejscu.
Liczba obwodów cyrkulacyjnych- niektóre modele oprócz obiegu grzewczego posiadają obieg odprowadzający zimną wodę.

Parametry niektórych wirowych generatorów ciepła przedstawiono w poniższej tabeli:

Tabela: charakterystyka niektórych modeli generatorów wirów

Zainstalowana moc silnika elektrycznego, kW
Napięcie sieciowe, V		380	380	380	380	380
Ogrzana objętość do metrów sześciennych.		5180	7063	8450	10200	15200
Maksymalna temperatura płynu chłodzącego, o C
Masa netto, kg.		700	920	1295	1350	1715
Wymiary:
	- długość mm - szerokość mm. - wysokość mm.
Tryb pracy		maszyna	maszyna	maszyna	maszyna	maszyna

Ważnym czynnikiem jest również cena wirowego generatora ciepła, która jest ustalana przez producenta i może zależeć zarówno od jego cechy konstrukcyjne, a także na parametry pracy.

VTG zrób to sam

Rysunek 4: widok ogólny

Do wykonania wirowego generatora ciepła w domu potrzebne będą: silnik elektryczny, płaska szczelna komora z obracającym się w niej dyskiem, pompa, szlifierka, spawarka (na metalowe rury), lutownica (do plastikowe rury) wiertarkę elektryczną, rury i akcesoria do nich, ramę lub stojak do ustawiania sprzętu. Montaż obejmuje następujące kroki:

Ryż. 6: podłącz dopływ wody i zasilanie

Taki wirowy generator ciepła można podłączyć jak już istniejący systemźródła ciepła i zainstalować dla niego osobne grzejniki.

Powiązane wideo

Ogrzanie domu, garażu, biura, powierzchni handlowej to kwestia, którą należy się zająć bezpośrednio po wybudowaniu lokalu. Nie ma znaczenia, jaka jest pora roku na zewnątrz. Zima jeszcze nadejdzie. Musisz więc wcześniej upewnić się, że w środku jest ciepło. Kupujący mieszkanie w wielopiętrowym budynku nie mają się czym martwić – deweloperzy już wszystko zrobili. Ale ci, którzy budują własny dom, wyposażają garaż lub oddzielny mały budynek, będą musieli wybrać, który system ogrzewania zainstalować. A jednym z rozwiązań będzie wirowy generator ciepła.

Separacja powietrza, czyli jego rozdzielenie na frakcję zimną i gorącą w strumieniu wirowym – zjawisko, które stanowiło podstawę wirowego generatora ciepła, zostało odkryte około sto lat temu. I jak to często bywa, przez 50 lat nikt nie wiedział, jak z niego korzystać. Najbardziej modernizowano tzw. rurkę wirową różne sposoby i próbował przywiązać się do prawie wszystkich rodzajów ludzkiej działalności. Jednak wszędzie był gorszy zarówno pod względem ceny, jak i wydajności w stosunku do istniejących urządzeń. Dopóki rosyjski naukowiec Merkułow nie wpadł na pomysł wpuszczenia wody do środka, nie ustalił, że temperatura na wylocie wzrasta kilkukrotnie i nie nazwał tego procesu kawitacją. Cena urządzenia nie spadła zbytnio, ale współczynnik przydatna akcja osiągnął prawie 100%.

Zasada działania

Czym więc jest ta tajemnicza i dostępna kawitacja? Ale wszystko jest dość proste. Podczas przejścia przez wir w wodzie tworzy się wiele pęcherzyków, które z kolei pękają, uwalniając pewną ilość energii. Energia ta podgrzewa wodę. Ilości pęcherzyków nie można policzyć, ale generator ciepła kawitacyjnego wirowego może podnieść temperaturę wody nawet do 200 stopni. Głupotą byłoby z tego nie skorzystać.

Dwa główne typy

Mimo, że co jakiś czas pojawiają się doniesienia, że ktoś gdzieś własnoręcznie wykonał unikalny wirowy generator ciepła o takiej mocy, że jest w stanie ogrzać całe miasto, w większości przypadków są to zwykłe gazetowe kaczki, które nie mają żadnego oparcia w faktach. Być może kiedyś to nastąpi, ale na razie zasadę działania tego urządzenia można wykorzystać tylko na dwa sposoby.

Obrotowy generator ciepła. Obudowa pompy odśrodkowej w tym przypadku będzie działać jak stojan. W zależności od mocy na całej powierzchni wirnika wiercone są otwory o określonej średnicy. To dzięki nim pojawiają się same bąbelki, których zniszczenie podgrzewa wodę. Zaleta takiego generatora ciepła jest tylko jedna. Jest o wiele bardziej produktywny. Ale wad jest znacznie więcej.

Ta konfiguracja powoduje dużo hałasu.
Zwiększa się zużycie części.
Wymaga częstej wymiany uszczelek i uszczelek.
Zbyt droga usługa.

Statyczny generator ciepła. W odróżnieniu od poprzedniej wersji nic się tu nie kręci, a proces kawitacji zachodzi w sposób naturalny. Działa tylko pompa. A lista zalet i wad zmierza w zupełnie przeciwnym kierunku.

Urządzenie może pracować przy niskim ciśnieniu.
Różnica temperatur między zimnym i gorącym końcem jest dość duża.
Całkowicie bezpieczny, niezależnie od tego, gdzie jest używany.
Szybkie nagrzewanie.
Wydajność 90% lub więcej.
Można go używać zarówno do ogrzewania, jak i chłodzenia.

Jedyną wadę statycznej turbiny wiatrowej można uznać za wysoki koszt sprzętu i związany z nim dość długi okres zwrotu.

Jak zamontować generator ciepła

Przy wszystkich tych terminach naukowych, które mogą przestraszyć osobę niezaznajomioną z fizyką, całkiem możliwe jest wykonanie WTG w domu. Oczywiście będziesz musiał majstrować, ale jeśli wszystko zostanie wykonane poprawnie i sprawnie, możesz cieszyć się ciepłem w każdej chwili.

A na początek, jak w każdym innym biznesie, będziesz musiał przygotować materiały i narzędzia. Będziesz potrzebować:

Spawarka.
Szlifierka.
Wiertarka elektryczna.
Zestaw kluczy.
Zestaw ćwiczeń.
Metalowy narożnik.
Śruby i nakrętki.
Gruba metalowa rura.
Dwie gwintowane rury.
Złącza.
Silnik elektryczny.
Pompa wirowa.
Strumień.

Teraz możesz od razu zabrać się do pracy.

Instalowanie silnika

Silnik elektryczny, dobrany zgodnie z dostępnym napięciem, montowany jest na ramie, spawanej lub montowanej za pomocą śrub, z narożnika. Całkowity rozmiar ramy jest obliczany w taki sposób, aby pomieścić nie tylko silnik, ale także pompę. Lepiej pomalować łóżko, aby uniknąć rdzy. Zaznacz otwory, wywierć i zainstaluj silnik.

Podłączamy pompę

Pompę należy dobrać według dwóch kryteriów. Po pierwsze, musi być odśrodkowe. Po drugie, moc silnika powinna być wystarczająca, aby go zakręcić. Po zainstalowaniu pompy na ramie algorytm działania jest następujący:

W grubej rurze o średnicy 100 mm i długości 600 mm należy wykonać zewnętrzny rowek po obu stronach o 25 mm i połowie grubości. Utnij nić.
Na dwóch kawałkach tej samej rury, każdy o długości 50 mm, przytnij gwint wewnętrzny na połowę długości.
Od strony przeciwnej do gwintu przyspawaj metalowe nakładki o wystarczającej grubości.
Zrób dziury na środku pokrywek. Jeden to rozmiar strumienia, drugi to rozmiar rury. Z wewnątrz otwory na dyszę wiertłem o dużej średnicy muszą być sfazowane, aby wyglądało jak dysza.
Do pompy podłączona jest dysza z dyszą. Do otworu, z którego dostarczana jest woda pod ciśnieniem.
Wlot instalacji grzewczej jest podłączony do drugiej rury odgałęzionej.
Wylot z instalacji grzewczej jest podłączony do wlotu pompy.

Cykl jest zamknięty. Woda będzie dostarczana do dyszy pod ciśnieniem i na skutek powstałego tam wiru oraz powstałego efektu kawitacji ulegnie nagrzaniu. Temperaturę można regulować instalując zawór kulowy za rurą, przez którą woda wraca z powrotem do instalacji grzewczej.

Lekko przykrywając możesz podnieść temperaturę i odwrotnie, otwierając ją możesz ją obniżyć.

Ulepszmy generator ciepła

Może to zabrzmieć dziwnie, ale nawet tę dość złożoną konstrukcję można ulepszyć, jeszcze bardziej zwiększając jej wydajność, co będzie zdecydowanym plusem przy ogrzewaniu dużego prywatnego domu. Ulepszenie to wynika z faktu, że sama pompa ma tendencję do utraty ciepła. Dlatego warto zadbać o to, aby wydać jak najmniej.

Można to osiągnąć na dwa sposoby. Zaizoluj pompę odpowiednim materiałem materiały termoizolacyjne. Lub otocz go płaszczem wodnym. Pierwsza opcja jest jasna i dostępna bez żadnych wyjaśnień. Ale drugi powinien omówić bardziej szczegółowo.

Aby zbudować płaszcz wodny dla pompy, trzeba będzie umieścić go w specjalnie zaprojektowanym hermetycznym pojemniku, który wytrzyma ciśnienie całego układu. Do tego zbiornika będzie dostarczana woda, a pompa będzie ją stamtąd pobierać. Woda na zewnątrz również się nagrzeje, co umożliwi znacznie wydajniejszą pracę pompy.

Tłumik wirowy

Okazuje się jednak, że to nie wszystko. Po dokładnym przestudiowaniu i zrozumieniu zasady działania wirowego generatora ciepła można wyposażyć go w tłumik wirów. Strumień wody pod wysokim ciśnieniem uderza w przeciwległą ścianę i wiruje. Ale może być kilka takich wirów. Wystarczy zamontować wewnątrz urządzenia konstrukcję przypominającą trzonek bomby lotniczej. Odbywa się to w następujący sposób:

Z rury o nieco mniejszej średnicy niż sam generator należy wyciąć dwa pierścienie o szerokości 4-6 cm.
Wewnątrz pierścieni zespawaj sześć metalowych płytek, dobranych tak, aby cała konstrukcja miała długość jednej czwartej długości korpusu samego generatora.
Podczas montażu urządzenia należy tę konstrukcję przymocować od wewnątrz do dyszy.

Nie ma ograniczeń co do doskonałości i nie może być, a w naszych czasach prowadzone jest udoskonalanie wirowego generatora ciepła. Nie każdy może to zrobić. Ale całkiem możliwe jest złożenie urządzenia zgodnie ze schematem podanym powyżej.