Водно-топливные эмульсии Краснова. Метод тепловыделения в воды
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Русской Федерации RU2061195 Метод ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ В Воды
Имя изобретателя: Душкин А.Л.; Краснов Ю.И.; Ларионов Л.В.; Петухов В.Л.
Имя патентообладателя: Открытое акционерное общество «Российские технологии»
Адресок для переписки:
Дата начала деяния патента: 1995.06.21
материал по водно-топливным эмульсиям Ю.И. Краснова
Употребляется в теплоэнергетике в аппаратах нагрева различного предназначения. Суть изобретения: метод позволяет создавать в кавитирующей в замкнутом контуре воды газовую подушку и поочередно разнообразить ее объем и расход протекающей воды до установления в ней автоколебательного режима. В качестве источника кавитации может быть применена, к примеру, центробежная форсунка. Для варьирования объема газовой подушки замкнутый контур обеспечен расширительной емкостью с перемещающимся в ней поршнем.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть применено как в системах отопления, так и в аппаратах нагрева различного предназначения.
Известны процессы выделения лишней энергии при вибрационном воздействии на воды, вызывающем кавитацию. При всем этом коэффициент преобразования энергии может достигать 100% и поболее вследствие существования глубочайшей связи физической природы явления кавитации и параметров вещества субатомного и субядерного уровня.
Более близким по физико-технической сути и достигаемому результату является метод тепловыделения в жидкость методом сотворения в ней и следующего схлопывания кавитационных пузырей при возбуждении колебаний давления магнитострикционным либо пьезоэлектрическим пульсатором.
В фазе высочайшего давления схлопывание пузырей происходит с большой скоростью, сопоставимой со скоростью звука в воды, что приводит к сильному увеличению в их температуры и давления пара.
Недочет известного метода заключается в малом значении интенсивности сделанного в воды тепловыделения относительно затраченной на создание в ней кавитации. Это разъясняется как отсутствием способности регулирования общего объема пузырей, так и низким значением КПД пульсаторов с приводом от наружного атомного источника.
Целью изобретения является получение наибольшего тепловыделения в кавитирующей воды.
Это решается тем, что в известном методе тепловыделения, включающем создание в воды кавитации, новым будет то, что кавитирующая жидкость циркулирует в замкнутом контуре. В воды делают газовую подушку и поочередно варьируют ее объем и расход протекающей воды до установления в ней автоколебательного режима.
Источником кавитации может служить центробежная форсунка.
Для варьирования объема газовой подушки замкнутый контур обеспечен расширительной емкостью с перемещающимся в ней поршнем.
В замкнутом контуре с жидкостью газовые включения могут создаваться только при наличии в контуре объема, свободного от воды. При полном заполнении замкнутого контура жидкостью образование газовых включений маловероятно из-за практической несжимаемости воды. При достаточном свободном объеме газовые пузыри вырастают так, что соединяются в струйные течения; наступает режим суперкавитации, при котором интенсивность схлопывания очень слабеет и определяется неспешным процессом массообмена пара и воды. Дополнительное образование паровых пузырей во всем гидравлическом контуре производят методом развития в воды автоколебаний с мягеньким возбуждения, для которых не требуется наружный источник. Для этого кроме того, что изменяют (варьируют) объем газовой подушки, регулируют расход, а, как следует, скорость и давление воды в контуре. Совместное регулирование расхода и объема кавитационных пузырей проводят до появления постоянных автоколебаний, характеризующихся узеньким диапазоном частот на фоне турбулентного шума.
Повышение общего объема газовых включений и градиента конфигурации скорости воды производят методом организации вихревого течения воды. В данном случае пузыри образуются в большей степени в толще воды, что обеспечивает синхронность стен контура и, соответственно, увеличивает надежность метода и наращивает долговечность устройства, при помощи которого он реализуется.
Технической итог предлагаемого метода тепловыделения в воды заключается в последующем. Метод обеспечивает высочайший КПД преобразования в тепло вводимой в контур энергии. Реализация метода ординарна как в операционном выполнении, так и в конструкционном воплощении устройства его воплощения, так как не просит уникальных устройств и дефицитных материалов. Таким, образом, обеспечивается надежность и долговечность, также относительная дешевизна теплонагревательных устройств, где употребляется метод.
Схема устройства для воплощения метода тепловыделения в воды представлена на чертеже.
Устройство содержит насос 1 с электронным мотором 2, гидравлический контур 3, на котором поочередно установлена расширительная емкость 4 с поршнем 5, снабженный устройством 6, для его перемещения, заправочный штуцер 7 и кавитатор 8 центробежного типа (к примеру, многоканальная форсунка). После кавитатора 8 в контур 3 вмонтирован теплообменник 9 для передачи тепла потребителю. Контур 3 обеспечен также дросселем 10, датчиками температуры 11 и давления 12. Расширительный бачок 4 в свою очередь содержит дренажный клапан 13.
Работа устройства осуществляется последующим образом. Поначалу открывают дренажный клапан 13 и через заправочный штуцер 7 гидравлический контур 3 заполняют жидкостью (водой). При всем этом поршень 5 при помощи устройства для его перемещения 6 устанавливают в одно из последних положений, к примеру, в нижнее. Потом, включают электромотор 2 и насосом 1 прокачивают жидкость через контур 3, фиксируя температуру датчиком 11 и давление его пульсации датчиком 12. Заправочный штуцер 7 и дренажный клапан 13 при всем этом за ранее закрывают. Дальше открывают дренажный клапан 13 и устройством для перемещения 6 изменяют положение поршня 5 в расширительной емкости 4, к примеру, равномерно сдвигают ввысь. В новеньком положении поршня 5 закрывают дренажный клапан 13, фиксируют температуру воды. Сразу определяют расход воды в контуре дросселем 10 до возникновения колебаний давления в контуре 3. При всем этом поочередно достигают роста температуры воды. Наилучшее управление этим процессом удачно может быть реализовано при помощи ЭВМ. При достижении наибольшей температуры процесс регулирования кончают. Это регулирование нужно производить при изменении критерий термообмена теплообменника 9.
Результаты испытаний по предложенному методу тепловыделения в воды приведены в таблице. В испытаниях использовалась рядовая вода.
Опыт G,кгс W1,кВт Т/оС f,Гц V,л W2,кВт 1 1,8 7,4 40 0,01 7,0 95 2 1,8 7,4 52 0,23 7,6 103 3 1,7 7,2 55-47 0,25 8,7 121
где G расходы воды;
W1мощность/ передаваемая электродвигателем в кавитирующую воду;
Т стационарная температура воды в контуре;
f -частота автоколебаний давления в контуре;
V объем газовой подушки в контуре (общий объем контура равен 10л);
W2термическая мощность/ снимаемая с теплообменика;
W2/W1 КПД процесса преобразования энергии.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Метод тепловыделения в воды, включающий создание в ней кавитации, отличающийся тем, что в кавитирующей в замкнутом контуре воды делают газовую подушку и поочередно варьируют ее объем и расход протекающей воды до установления в ней автоколебательного режима.
2. Метод по п.1, отличающийся тем, что источником кавитации служит центробежная форсунка.
3. Метод по п.1, отличающаяся тем, что для варьирования объема газовой подушки замкнутый контур обеспечен расширительной емкостью с перемещающимся в ней поршнем.
Дата — 2007 год, источник — ntpo.com/patents_heat/heat_5/heat_10.shtml