Wir stellen freie Energieerzeuger mit unseren eigenen Händen her. Herstellungsanweisungen und Diagramme

Gerät und Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip eines Kavitationswärmegenerators besteht in der Heizwirkung aufgrund der Umwandlung von mechanischer Energie in Wärme. Schauen wir uns nun das Kavitationsphänomen selbst genauer an. Wenn in der Flüssigkeit ein übermäßiger Druck erzeugt wird, entstehen Wirbel, da der Druck der Flüssigkeit größer ist als der des darin enthaltenen Gases. Die Gasmoleküle werden in getrennte Einschlüsse freigesetzt - das Zusammenfallen von Blasen. Aufgrund der Druckdifferenz neigt das Wasser dazu, die Gasblase zu komprimieren, die eine große Menge Energie auf ihrer Oberfläche ansammelt, und die Innentemperatur erreicht etwa 1000 - 1200 ° C.

Wenn die Kavitationshohlräume in die Normaldruckzone gelangen, werden die Blasen zerstört und die Energie aus ihrer Zerstörung wird in den umgebenden Raum freigesetzt. Dadurch wird Wärmeenergie freigesetzt und die Flüssigkeit aus dem Wirbelstrom erwärmt. Der Betrieb von Wärmeerzeugern basiert auf diesem Prinzip, dann betrachten Sie das Funktionsprinzip der einfachsten Version eines Kavitationsheizgeräts.

Das einfachste Modell

Feige. 1: Funktionsprinzip des Kavitationswärmegenerators
In Abbildung 1 wird die Vorrichtung des einfachsten Kavitationswärmegenerators vorgestellt, die darin besteht, Wasser mit einer Pumpe bis zur Verengung der Rohrleitung zu pumpen. Wenn der Wasserstrom die Düse erreicht, steigt der Druck der Flüssigkeit erheblich an und die Bildung von Kavitationsblasen beginnt. Am Austritt aus der Düse setzen die Blasen Wärmekraft frei und der Druck nach dem Durchgang durch die Düse wird erheblich reduziert. In der Praxis können mehrere Düsen oder Rohre installiert werden, um die Effizienz zu erhöhen.

Potapovs idealer Wärmeerzeuger

Der Potapov-Wärmeerzeuger, bei dem eine rotierende Scheibe (1) gegenüber der stationären (6) installiert ist, wird als ideale Installationsoption angesehen. Kaltes Wasser wird aus dem Rohr am Boden (4) der Kavitationskammer (3) zugeführt, und der Auslass wird bereits vom oberen Punkt (5) derselben Kammer erwärmt. Ein Beispiel für ein solches Gerät ist in Abbildung 2 dargestellt:

Feige. 2: Potapovs Kavitationswärmegenerator

Das Gerät wurde jedoch aufgrund des Fehlens einer praktischen Begründung für seinen Betrieb nicht weit verbreitet.

Was ist das Herzstück der Arbeit

Kavitation bezeichnet den Bildungsprozess Dampfblasen in der WassersäuleDies wird durch einen langsamen Abfall des Wasserdrucks bei hohen Durchflussraten erleichtert. Die Bildung von Hohlräumen oder mit Dampf gefüllten Hohlräumen kann auch durch den Durchgang einer Schallwelle oder die Emission eines Laserpulses verursacht werden. Geschlossene Luftbereiche oder Kavitationshohlräume werden von Wasser in einen Hochdruckbereich bewegt, wo sie unter Emission einer Stoßwelle zusammenbrechen. Das Phänomen der Kavitation kann ohne die angegebenen Bedingungen nicht auftreten.

Der physikalische Prozess des Kavitationsphänomens ähnelt dem Kochen einer Flüssigkeit, aber während des Kochens ist der Druck von Wasser und Dampf in den Blasen von durchschnittlichem Wert und gleich. Während der Kavitation liegt der Druck in der Flüssigkeit über dem Durchschnitt und über dem Dampfdruck. Das Absenken des gleichen Drucks ist lokaler Natur.

Wenn die notwendigen Bedingungen geschaffen sind, beginnen Gasmoleküle, die immer in der Wassersäule vorhanden sind, in die gebildeten Blasen zu entweichen. Dieses Phänomen ist intensiv, da die Temperatur des Gases im Hohlraum liegt erreicht bis zu 1200 ° C. aufgrund der ständigen Expansion und Kontraktion der Blasen.Gas in Kavitationshohlräumen enthält eine größere Anzahl von Sauerstoffmolekülen und führt bei Wechselwirkung mit inerten Materialien des Körpers und anderen Teilen des Wärmeerzeugers zu deren schneller Korrosion und Zerstörung.

Studien zeigen, dass selbst für dieses Gas inerte Materialien - Gold und Silber - der zerstörerischen Wirkung von aggressivem Sauerstoff ausgesetzt sind. Darüber hinaus verursacht das Kollapsphänomen von Lufteinschlüssen eine ausreichende Menge an Geräuschen, was ein unerwünschtes Problem darstellt.

Viele Enthusiasten haben den Kavitationsprozess nützlich gemacht, um Heizwärmerzeuger für ein Privathaus zu schaffen. Die Essenz des Systems ist in einem geschlossenen Gehäuse eingeschlossen, in dem sich ein Wasserstrahl durch eine Kavitationsvorrichtung bewegt, wobei eine gewöhnliche Pumpe verwendet wird, um Druck zu erhalten. In Russland für die erste Erfindung einer Heizungsanlage, 2013 ein Patent erteilt... Der Prozess der Blasenbruchbildung erfolgt unter Einwirkung eines elektrischen Wechselfeldes. In diesem Fall sind die Dampfhohlräume klein und interagieren nicht mit den Elektroden. Sie bewegen sich in die Dicke der Flüssigkeit und es gibt eine Öffnung, in der zusätzliche Energie im Körper des Wasserstroms freigesetzt wird.

Ansichten

Die Hauptaufgabe eines Kavitationswärmegenerators ist die Bildung von Gaseinschlüssen, und die Qualität der Erwärmung hängt von ihrer Menge und Intensität ab. In der modernen Industrie gibt es verschiedene Arten solcher Wärmeerzeuger, die sich im Prinzip der Erzeugung von Blasen in einer Flüssigkeit unterscheiden. Am häufigsten sind drei Arten:

• Rotationswärmegeneratoren - das Arbeitselement dreht sich aufgrund des elektrischen Antriebs und erzeugt Flüssigkeitswirbel;
• Röhrenförmig - den Druck aufgrund des Rohrsystems ändern, durch das sich das Wasser bewegt;
• Ultraschall - Die Inhomogenität der Flüssigkeit in solchen Wärmeerzeugern entsteht durch niederfrequente Schallschwingungen.

Zusätzlich zu den obigen Typen gibt es Laserkavitation, aber dieses Verfahren hat noch keine industrielle Implementierung gefunden. Betrachten wir nun jeden der Typen genauer.

Drehwärmegenerator

Es besteht aus einem Elektromotor, dessen Welle mit einem Drehmechanismus verbunden ist, der Turbulenzen in der Flüssigkeit erzeugt. Ein Merkmal der Rotorkonstruktion ist ein abgedichteter Stator, in dem die Erwärmung stattfindet. Der Stator selbst hat einen zylindrischen Hohlraum im Inneren - eine Wirbelkammer, in der sich der Rotor dreht. Der Rotor eines Kavitationswärmegenerators ist ein Zylinder mit einer Reihe von Rillen auf der Oberfläche. Wenn sich der Zylinder innerhalb des Stators dreht, erzeugen diese Rillen Inhomogenität im Wasser und verursachen Kavitationsprozesse.

Feige. 3: Aufbau des Drehgenerators

Die Anzahl der Vertiefungen und ihre geometrischen Parameter werden in Abhängigkeit vom Modell des Wirbelwärmegenerators bestimmt. Für optimale Heizparameter beträgt der Abstand zwischen Rotor und Stator ca. 1,5 mm. Dieses Design ist nicht das einzige seiner Art. In einer langen Geschichte von Modernisierungen und Verbesserungen hat das Arbeitselement des Rotationstyps viele Veränderungen erfahren.

Eines der ersten wirksamen Modelle von Kavitationswandlern war der Griggs-Generator, der einen Scheibenrotor mit Sacklöchern auf der Oberfläche verwendete. Eines der modernen Analoga von Scheibenkavitationswärmeerzeugern ist in Abbildung 4 dargestellt:

Feige. 4: Scheibenwärmegenerator

Trotz der Einfachheit des Designs sind rotierende Einheiten ziemlich schwierig zu verwenden, da sie eine genaue Kalibrierung, zuverlässige Dichtungen und die Einhaltung geometrischer Parameter während des Betriebs erfordern, was ihre Bedienung schwierig macht. Solche Kavitationswärmeerzeuger zeichnen sich durch eine relativ geringe Lebensdauer von 2 bis 4 Jahren aufgrund der Kavitationserosion des Körpers und der Teile aus. Außerdem erzeugen sie während des Betriebs des rotierenden Elements eine ziemlich große Geräuschbelastung.Zu den Vorteilen dieses Modells gehört eine hohe Produktivität - 25% höher als bei klassischen Heizgeräten.

Röhrenförmig

Der statische Wärmeerzeuger hat keine rotierenden Elemente. Der Erwärmungsprozess in ihnen erfolgt aufgrund der Bewegung von Wasser durch sich entlang der Länge verjüngende Rohre oder aufgrund der Installation von Laval-Düsen. Die Wasserversorgung des Arbeitskörpers erfolgt durch eine hydrodynamische Pumpe, die in einem sich verengenden Raum eine mechanische Kraft der Flüssigkeit erzeugt, und wenn sie in einen breiteren Hohlraum gelangt, entstehen Kavitationswirbel.

Im Gegensatz zum Vorgängermodell machen Rohrheizgeräte nicht viel Lärm und nutzen sich nicht so schnell ab. Während der Installation und des Betriebs müssen Sie sich nicht um ein genaues Auswuchten kümmern. Wenn die Heizelemente zerstört werden, ist ihr Austausch und ihre Reparatur viel billiger als bei rotierenden Modellen. Zu den Nachteilen von Rohrwärmeerzeugern zählen eine deutlich geringere Leistung und sperrige Abmessungen.

Ultraschall

Dieser Gerätetyp verfügt über eine Resonatorkammer, die auf eine bestimmte Frequenz von Schallschwingungen abgestimmt ist. An seinem Eingang ist eine Quarzplatte installiert, die vibriert, wenn elektrische Signale angelegt werden. Die Vibration der Platte erzeugt einen Welligkeitseffekt innerhalb der Flüssigkeit, der die Wände der Resonatorkammer erreicht und reflektiert wird. Während der Rückbewegung treffen die Wellen auf Vorwärtsschwingungen und erzeugen hydrodynamische Kavitation.

Feige. 5: Funktionsprinzip des Ultraschallwärmegenerators

Ferner werden die Blasen durch den Wasserstrom entlang der schmalen Einlassrohre der thermischen Anlage weggetragen. Beim Betreten eines weiten Bereichs kollabieren die Blasen und setzen Wärmeenergie frei. Ultraschall-Kavitationsgeneratoren weisen ebenfalls eine gute Leistung auf, da sie keine rotierenden Elemente aufweisen.

Generatorisolierung

Anschlussplan des Wärmeerzeugers an die Heizungsanlage.

Zuerst müssen Sie ein Gehäuse aus Isolierung herstellen. Nehmen Sie dazu ein Blatt aus verzinktem Blech oder dünnem Aluminium. Schneiden Sie zwei Rechtecke daraus aus, wenn Sie ein Gehäuse aus zwei Hälften herstellen möchten. Oder ein Rechteck, aber mit der Erwartung, dass der von Hand zusammengebaute Wirbelwärmegenerator von Potapov nach der Herstellung vollständig hineinpasst.

Biegen Sie das Blech am besten auf einem Rohr mit großem Durchmesser oder verwenden Sie einen Querträger. Legen Sie das Einzelblatt darauf und drücken Sie mit der Hand auf den Holzblock. Drücken Sie mit der anderen Hand auf das Blech, so dass sich über die gesamte Länge eine kleine Biegung bildet. Bewegen Sie das Werkstück leicht und wiederholen Sie den Vorgang erneut. Tun Sie dies, bis Sie einen Zylinder haben.

1. Verbinden Sie es mit dem Schloss der Fallrohr-Blechschmiede.
2. Machen Sie Abdeckungen für das Gehäuse mit Löchern zum Anschließen des Generators.
3. Wickeln Sie Isoliermaterial um das Gerät. Befestigen Sie die Isolierung mit Draht oder dünnen Blechstreifen.
4. Legen Sie das Gerät in das Gehäuse und schließen Sie die Abdeckungen.

Es gibt noch einen anderen Weg, um die Wärmeerzeugung zu steigern: Dazu müssen Sie herausfinden, wie der Potapov-Wirbelgenerator funktioniert, dessen Wirkungsgrad sich 100% und mehr annähern kann (es besteht kein Konsens, warum dies geschieht).

Während des Durchgangs von Wasser durch die Düse oder den Strahl wird am Auslass ein starker Strom erzeugt, der auf das gegenüberliegende Ende der Vorrichtung trifft. Es dreht sich und es kommt zu einer Erwärmung aufgrund der Reibung der Moleküle. Dies bedeutet, dass durch Platzieren eines zusätzlichen Hindernisses innerhalb dieses Flusses die Vermischung der Flüssigkeit in der Vorrichtung erhöht werden kann.

Sobald Sie wissen, wie es funktioniert, können Sie weitere Verbesserungen entwerfen. Es wird ein Wirbel-Dämpfer aus Längsplatten sein, der sich in Form eines Flugzeugbombenstabilisators in zwei Ringen befindet.

Diagramm des stationären Wärmeerzeugers.

Werkzeuge: Schweißgerät, Winkelschleifer.

Materialien: Blech oder Flacheisen, dickwandiges Rohr.

Machen Sie zwei Ringe mit einer Breite von 4 bis 5 cm aus einem Rohr mit einem kleineren Durchmesser als der Potapov-Wirbelwärmegenerator. Schneiden Sie identische Streifen aus Metallstreifen. Ihre Länge sollte einem Viertel der Länge des Körpers des Wärmeerzeugers selbst entsprechen. Wählen Sie die Breite so, dass nach der Montage ein freies Loch im Inneren ist.

1. Befestigen Sie die Platte in einem Schraubstock. Hängen Sie es auf die eine und die andere Seite des Rings. Schweißen Sie den Teller an sie.
2. Entfernen Sie das Werkstück von der Klemme und drehen Sie es um 180 Grad. Legen Sie die Platte in die Ringe und befestigen Sie sie so in der Klemme, dass sich die Platten gegenüberliegen. Befestigen Sie auf diese Weise 6 Platten in gleichem Abstand.
3. Bauen Sie den Wirbelwärmegenerator zusammen, indem Sie das beschriebene Gerät gegenüber der Düse einsetzen.

Wahrscheinlich kann dieses Produkt weiter verbessert werden. Verwenden Sie beispielsweise anstelle von parallelen Platten Stahldraht, indem Sie ihn zu einer Luftkugel aufwickeln. Oder bohren Sie Löcher mit unterschiedlichen Durchmessern in die Platten. Über diese Verbesserung wird nichts gesagt, aber dies bedeutet nicht, dass dies nicht getan werden sollte.

Diagramm der Vorrichtung der Heißluftpistole.

1. Stellen Sie sicher, dass Sie den Wirbelwärmegenerator von Potapov schützen, indem Sie alle Oberflächen streichen.
2. Seine inneren Teile befinden sich während des Betriebs in einer sehr aggressiven Umgebung, die durch Kavitationsprozesse verursacht wird. Versuchen Sie daher, den Körper und alles darin aus dickem Material herzustellen. Sparen Sie nicht an Hardware.
3. Machen Sie mehrere verschiedene Kappen mit verschiedenen Einlässen. Dann ist es einfacher, ihren Durchmesser auszuwählen, um eine hohe Leistung zu erzielen.
4. Gleiches gilt für den Schwingungsdämpfer. Es kann auch geändert werden.

Bauen Sie einen kleinen Labortisch, auf dem Sie alle Eigenschaften ausführen können. Schließen Sie dazu keine Verbraucher an, sondern schleifen Sie die Pipeline zum Generator. Dies vereinfacht das Testen und Auswählen der erforderlichen Parameter. Da es zu Hause kaum möglich ist, hochentwickelte Geräte zur Bestimmung des Wirkungsgrads zu finden, wird der folgende Test vorgeschlagen.

Schalten Sie den Wirbelwärmegenerator ein und notieren Sie die Zeit, zu der das Wasser auf eine bestimmte Temperatur erwärmt wird. Es ist besser, ein elektronisches Thermometer zu haben, es ist genauer. Ändern Sie dann das Design und führen Sie das Experiment erneut aus, wobei Sie den Temperaturanstieg beobachten. Je mehr sich das Wasser gleichzeitig erwärmt, desto mehr muss die endgültige Version der etablierten Verbesserung des Designs bevorzugt werden.

Haben Sie bemerkt, dass der Preis für Heizung und Warmwasserversorgung gestiegen ist und wissen nicht, was Sie dagegen tun sollen? Die Lösung für das Problem teurer Energieressourcen ist ein Wirbelwärmeerzeuger. Ich werde darüber sprechen, wie ein Wirbelwärmegenerator angeordnet ist und wie sein Funktionsprinzip funktioniert. Sie werden auch herausfinden, ob es möglich ist, ein solches Gerät mit Ihren eigenen Händen zusammenzubauen und wie es in einer Heimwerkstatt gemacht wird.

Anwendung

In der Industrie und im Alltag haben Kavitationswärmeerzeuger in einer Vielzahl von Tätigkeitsbereichen Anwendung gefunden. Abhängig von den gestellten Aufgaben werden sie verwendet für:

• Heizung - In den Anlagen wird mechanische Energie in Wärmeenergie umgewandelt, wodurch sich die erwärmte Flüssigkeit durch das Heizsystem bewegt. Es ist zu beachten, dass Kavitationswärmeerzeuger nicht nur Industrieanlagen, sondern auch ganze Dörfer heizen können.
• Fließendes Wasser erhitzen - Die Kavitationseinheit kann eine Flüssigkeit schnell erwärmen, wodurch eine Gas- oder elektrische Säule leicht ersetzt werden kann.
• Flüssige Substanzen mischen - Aufgrund der Verdünnung in den Schichten unter Bildung kleiner Hohlräume ermöglichen solche Aggregate die Erzielung der richtigen Mischqualität von Flüssigkeiten, die sich aufgrund unterschiedlicher Dichten nicht auf natürliche Weise verbinden.

Kaufen oder basteln?

Wie Sie sehen können, sind die Preise für Wärmeerzeuger kosmisch. Nicht jeder kann sich eine solche alternative Energiequelle leisten, deshalb versuchen die Ökonomen, sie mit ihren eigenen Händen herzustellen. Das direkte Kaufen oder Selbermachen hängt nicht nur vom Wohlergehen der Familie ab, sondern auch von den Fähigkeiten und Fertigkeiten der Person. Wenn es keine gibt, ist es besser, kein Risiko einzugehen und keine Zeit zu verschwenden, da das Design des Geräts eine ziemlich komplexe Struktur aufweist.

Somit ist der Kavitationswärmegenerator eine ausgezeichnete alternative Heizquelle für das Haus. Aufgrund seiner hohen Kosten ist es jedoch für die Mehrheit der Weltbevölkerung unzugänglich.
Sie können es mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen, aber dieser Schritt ist nur gerechtfertigt, wenn Sie eine besondere Fähigkeit haben.

Vorteile und Nachteile

Kavitationseinheiten haben im Vergleich zu anderen Wärmeerzeugern eine Reihe von Vor- und Nachteilen.

Die Vorteile solcher Geräte umfassen:

• Viel effizienterer Mechanismus zur Gewinnung von Wärmeenergie;
• Verbraucht deutlich weniger Ressourcen als Kraftstoffgeneratoren;
• Es kann zum Heizen von Verbrauchern mit geringem Stromverbrauch und großen Verbrauchern verwendet werden.
• Völlig umweltfreundlich - gibt während des Betriebs keine schädlichen Substanzen an die Umwelt ab.

Die Nachteile von Kavitationswärmeerzeugern umfassen:

• Relativ große Abmessungen - Elektro- und Kraftstoffmodelle sind viel kleiner, was wichtig ist, wenn sie in einem bereits betriebenen Raum installiert werden.
• Hohe Geräuschentwicklung aufgrund des Betriebs der Wasserpumpe und des Kavitationselements selbst, was die Installation in Haushaltsräumen erschwert;
• Ineffektives Verhältnis von Leistung und Leistung für Räume mit einer kleinen quadratischen Fläche (bis zu 60 m2 ist es rentabler, eine Einheit zu verwenden, die mit Gas, flüssigem Brennstoff oder gleichwertigem Strom mit einem Heizelement betrieben wird).

Vorteile und Nachteile

Wie jedes andere Gerät ein Kavitationswärmeerzeuger hat seine positiven und negativen Seiten.

Unter den Vorteilen Folgende Indikatoren können unterschieden werden:

• Verfügbarkeit;
• enorme Einsparungen;
• überhitzt nicht;
• Wirkungsgrad tendenziell 100% (für andere Generatortypen ist es äußerst schwierig, solche Indikatoren zu erreichen);
• Verfügbarkeit von Geräten, die es ermöglichen, das Gerät nicht schlechter als das werkseitige zu montieren.

Die Schwächen des Potapov-Generators werden berücksichtigt:

• volumetrische Dimensionen, die einen großen Bereich des Wohnbereichs einnehmen;
• Hoher Motorgeräuschpegel, der das Schlafen und Ausruhen extrem erschwert.

Der in der Industrie verwendete Generator unterscheidet sich von der Heimversion nur in der Größe. Manchmal ist die Leistung eines Heimgeräts jedoch so hoch, dass es keinen Sinn macht, es in einer Einraumwohnung zu installieren. Andernfalls beträgt die Mindesttemperatur während des Betriebs des Kavitators mindestens 35 ° C.

Das Video zeigt eine interessante Version eines Wirbelwärmegenerators für feste Brennstoffe

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DIY CTG

Die einfachste Option für die Implementierung zu Hause ist ein röhrenförmiger Kavitationsgenerator mit einer oder mehreren Düsen zum Erhitzen von Wasser. Daher werden wir ein Beispiel für die Herstellung eines solchen Geräts analysieren. Dazu benötigen Sie:

• Pumpe - Wählen Sie zum Heizen unbedingt eine Wärmepumpe, die keine Angst vor ständiger Exposition gegenüber hohen Temperaturen hat. Es muss einen Arbeitsdruck am Auslass von 4 - 12 atm bereitstellen.
• 2 Manometer und Hülsen für ihre Installation - befinden sich auf beiden Seiten der Düse, um den Druck am Einlass und Auslass des Kavitationselements zu messen.
• Thermometer zur Messung der Heizmenge des Kühlmittels im System.
• Ventil zum Entfernen von Luftüberschuss aus dem Kavitationswärmegenerator.Wird am höchsten Punkt des Systems installiert.
• Düse - muss einen Bohrungsdurchmesser von 9 bis 16 mm haben, es wird nicht empfohlen, weniger zu tun, da bereits Kavitation in der Pumpe auftreten kann, was die Lebensdauer erheblich verkürzt. Die Form der Düse kann zylindrisch, konisch oder oval sein. Aus praktischer Sicht passt jede Form zu Ihnen.
• Rohre und Verbindungselemente (Heizkörper in Abwesenheit) werden entsprechend der jeweiligen Aufgabe ausgewählt, die einfachste Option sind jedoch Kunststoffrohre zum Löten.
• Automatisierung des Ein- und Ausschaltens des Kavitationswärmegenerators - in der Regel ist er an das Temperaturregime gebunden, das auf etwa 80 ° C ausgeschaltet und eingeschaltet wird, wenn es unter 60 ° C fällt. Die Betriebsart des Kavitationswärmegenerators können Sie jedoch selbst wählen.

Feige. 6: Diagramm eines Kavitationswärmegenerators
Bevor Sie alle Elemente verbinden, ist es ratsam, ein Diagramm ihrer Position auf Papier, Wänden oder auf dem Boden zu zeichnen. Die Standorte müssen von brennbaren Elementen entfernt sein oder diese müssen in sicherem Abstand vom Heizsystem entfernt werden.

Sammeln Sie alle Elemente, wie Sie in der Abbildung dargestellt sind, und überprüfen Sie die Dichtheit, ohne den Generator einzuschalten. Testen Sie dann den Kavitationswärmegenerator im Betriebsmodus. Ein normaler Temperaturanstieg der Flüssigkeit beträgt 3 - 5 ° C in einer Minute.

Funktionsprinzip

Der Generator arbeitet nach dem Prinzip der Kavitation, wenn Wasser in einen speziellen Turbinenraum (Kavitator) gegossen wird und die Pumpe beginnt, den Kavitator zu drehen. In diesem Fall beginnen die gebildeten Wasserblasen zu kollabieren und erzeugen zusätzliche Wärme, die das Kühlmittel erwärmt.

Theoretisch verteidigte Potapov eine Reihe wissenschaftlicher Arbeiten, in denen er den Prozess der Erzeugung erneuerbarer Energie beschrieb. In der Praxis ist es schwierig, dies zu beweisen, jedoch findet unter anderen alternativen Verfahren zur Wärmeerzeugung ein Kavitationswärmeerzeuger statt.

Heizungsarten

Der Kavitationsheizkessel gehört zu den gängigen Heizungsarten. Die gefragtesten:

1. Rotationsanlagen, unter denen das Griggs-Gerät besondere Aufmerksamkeit verdient. Das Wesentliche seiner Wirkung basiert auf einer Kreiselpumpe. Das äußerlich beschriebene Design ähnelt einer Scheibe mit mehreren Löchern. Jede solche Nische wird als Griggs-Zelle bezeichnet. Ihre Anzahl und Funktionsparameter hängen von der Drehzahl des Antriebs und der Art des verwendeten Generatorsatzes ab. Das Arbeitsfluid wird im Raum zwischen Rotor und Stator aufgrund seiner schnellen Bewegung entlang der Scheibenoberfläche erwärmt.
2. Statische Heizungen. Die Kessel sind frei von beweglichen Teilen, Kavitation in ihnen wird durch spezielle Laval-Elemente gewährleistet. Eine im Heizsystem installierte Pumpe stellt den erforderlichen Wasserdruck ein, der sich schnell zu bewegen beginnt und sich erwärmt. Aufgrund der engen Löcher in den Düsen bewegt sich die Flüssigkeit beschleunigt. Aufgrund seiner schnellen Ausdehnung wird die zum Erhitzen notwendige Kavitation erreicht.

Die Wahl dieser oder jener Heizung hängt von den Bedürfnissen der Person ab. Es ist zu beachten, dass der Rotationskavitator effizienter ist und darüber hinaus kleiner ist.

Die Besonderheit der statischen Einheit ist das Fehlen rotierender Teile, was ihre lange Lebensdauer bestimmt. Die Betriebsdauer ohne Wartung beträgt bis zu 5 Jahre. Wenn die Düse bricht, kann sie leicht ausgetauscht werden, was im Vergleich zum Kauf eines neuen Arbeitselements für eine Rotationsinstallation viel billiger ist.

Herstellung und Entwicklung eines Kavitators

Gerätediagramm für stationäre Wärmeerzeuger.

Es gibt viele Konstruktionen von statischen Kavitatoren, aber in fast allen Fällen werden sie in Form einer Düse hergestellt. Die Düse wird meistens als Basis genommen und vom Konstrukteur modifiziert. Das klassische Design ist in der Abbildung dargestellt (BILD 1).

Das erste, worauf Sie achten müssen, ist der Abschnitt des Kanals zwischen dem Confuser und dem Diffusor. Sein Querschnitt sollte nicht stark verengt werden, um den maximalen Druckabfall zu gewährleisten. Das Wasservolumen, das durch die Düse gepumpt wird, ist zu klein. Wenn es mit kaltem Wasser gemischt wird, überträgt es nicht genügend Wärme darauf. Dies bedeutet, dass sich das Gesamtwasservolumen nicht schnell erwärmen kann. Darüber hinaus trägt der kleine Querschnitt des Kanals zur Belüftung des Wassers bei, das in den Einlass der Arbeitspumpe eintritt. Infolgedessen arbeitet diese Pumpe geräuschvoll und es kann zu Kavitation im Gerät selbst kommen.

Die beste Leistung kann mit einem Kanaldurchmesser von 10-15 mm erzielt werden.

Schädliche Folgen

Kavitationsschäden (Pumpenteil)

Propeller Kavitationsschaden
Die chemische Aggressivität von Gasen in Blasen, die darüber hinaus eine hohe Temperatur haben, führt zur Erosion von Materialien, mit denen die Flüssigkeit in Kontakt kommt und in denen sich Kavitation entwickelt. Diese Erosion ist einer der Faktoren für die schädlichen Auswirkungen der Kavitation. Der zweite Faktor ist auf große Druckschwankungen zurückzuführen, die durch das Zusammenfallen von Blasen entstehen und die Oberflächen dieser Materialien beeinflussen.

Die Kavitationserosion von Metallen führt zur Zerstörung von Schiffspropellern, Arbeitskörpern von Pumpen, Hydraulikturbinen usw., Kavitation verursacht auch Geräusche, Vibrationen und eine Verringerung des Wirkungsgrads von Hydraulikeinheiten.

Das Zusammenfallen von Kavitationsblasen führt dazu, dass die Energie der umgebenden Flüssigkeit in sehr kleinen Volumina konzentriert ist. Auf diese Weise werden heiße Stellen gebildet und Stoßwellen erzeugt, die Geräuschquellen sind und zur Erosion des Metalls führen. Kavitationsgeräusche sind ein besonderes Problem bei U-Booten, da sie die Tarnung verringern. Experimente haben gezeigt, dass selbst Substanzen, die gegenüber Sauerstoff chemisch inert sind (Gold, Glas usw.), den schädlichen, zerstörerischen Auswirkungen der Kavitation ausgesetzt sind, wenn auch viel langsamer. Dies beweist, dass neben dem Faktor der chemischen Aggressivität von Gasen in Blasen auch der Faktor der Drucküberschreitungen wichtig ist, die durch das Zusammenfallen von Blasen entstehen. Kavitation führt zu hohem Verschleiß der Arbeitsteile und kann die Lebensdauer von Schraube und Pumpe erheblich verkürzen. In der Messtechnik modulieren Kavitationsblasen bei Verwendung von Ultraschall-Durchflussmessern Wellen in einem breiten Spektrum, auch bei Frequenzen, die vom Durchflussmesser emittiert werden, was zu einer Verzerrung seiner Messwerte führt.

Design-Merkmale

Trotz der Einfachheit des Geräts gibt es einige Merkmale, die bei der Montage berücksichtigt werden müssen:

• Das Einlassrohr ist über einen Flansch mit der Pumpe verbunden.
  Die Pumpe zur Erhöhung des Wasserdrucks in der Wohnung ist dafür verantwortlich, die Flüssigkeit mit dem erforderlichen Druck zu versorgen.
• Die erforderliche Geschwindigkeit und der erforderliche Druck werden mit Rohren eines bestimmten Durchmessers erreicht.
  Das Wasser beginnt sich schnell in die Mitte des Arbeitstanks zu bewegen, wo die Ströme gemischt werden.
• Die Geschwindigkeitsregelung erfolgt mit speziellen Vorrichtungen, die an beiden Düsen der Kammer installiert sind.
• Wasser gelangt durch das Sicherheitsventil zum Auslass, durch den es zum Startpunkt zurückkehrt.
  Durch ständige Bewegung wird Wasser erwärmt, Wärme wird in mechanische Energie umgewandelt.

Wärmeberechnungen werden nach folgenden Formeln durchgeführt:

Epot = - 2 * Ekin, wo

Ekin = mV2 / 2 - variabler kinetischer Wert.

Die Montage eines Kavitationsgenerators zum Selbermachen spart nicht nur Kraftstoff, sondern auch beim Kauf von Serienmodellen.

Die Produktion solcher Wärmeerzeuger wurde in Russland und im Ausland etabliert.

Die Geräte haben viele Vorteile, aber der Hauptnachteil - die Kosten - negiert sie. Der Durchschnittspreis für ein Haushaltsmodell liegt bei 50-55 Tausend Rubel.

Nachdem wir selbst einen Kavitationswärmegenerator zusammengebaut haben, erhalten wir ein Gerät mit hohem Wirkungsgrad.

Für den ordnungsgemäßen Betrieb des Gerätes müssen die Metallteile durch Lackieren geschützt werden. Es ist besser, Teile mit dickwandigen Flüssigkeiten in Kontakt zu bringen, um die Lebensdauer zu verlängern.

In dem vorgeschlagenen Video sehen Sie ein klares Beispiel für die Arbeit eines hausgemachten Kavitationswärmegenerators.

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Statischer Kavitationswärmegenerator

Diese Art von Wärmeerzeuger wird üblicherweise nur als statisch bezeichnet. Dies ist auf das Fehlen rotierender Teile in der Kavitatorwirbelstruktur zurückzuführen. Um Kavitationsprozesse zu erzeugen, werden verschiedene Arten von Düsen verwendet.

Damit Kavitation auftreten kann, muss im Flüssigkeitskavitator eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit bereitgestellt werden. Hierzu sollte eine gewöhnliche Kreiselpumpe verwendet werden. Die Pumpe baut vor der Düse einen Flüssigkeitsdruck auf. Es stürzt in die Düsenöffnung, die einen viel kleineren Querschnitt als die Versorgungsleitung hat. Dies liefert eine hohe Geschwindigkeit am Austritt aus der Düse. Mit Hilfe einer starken Ausdehnung der Flüssigkeit tritt Kavitation auf. Dies wird auch durch die Reibung der Flüssigkeit gegen die Kanaloberfläche und Wasserturbulenzen erleichtert, die bei einer scharfen Ausrichtung des Strahls von der Düse auftreten. Wasser erwärmt sich aus den gleichen Gründen wie bei einer Rotationswirbelkonstruktion, jedoch mit einem etwas geringeren Wirkungsgrad.

Schema des Funktionsprinzips eines stationären Wärmeerzeugers.

Die Vorrichtung eines statischen Wärmeerzeugers benötigt bei der Herstellung von Teilen keine hohe Präzision. Bei der Herstellung dieser Teile wird die Bearbeitung im Vergleich zu einer Rotationskonstruktion minimiert. Aufgrund des Fehlens rotierender Teile kann das Problem der Abdichtung von Teilen und Gegenbaugruppen leicht gelöst werden. Auch hier ist kein Ausgleich erforderlich. Die Lebensdauer des Kavitators ist viel länger. Selbst im Falle der Erschöpfung der Ressource der Düse erfordert ihre Herstellung und ihr Austausch viel geringere Materialkosten. In diesem Fall muss der Rotationskavitationswärmegenerator neu hergestellt werden.

Der Nachteil eines statischen Geräts sind die Kosten der Pumpe. Die Kosten für die Herstellung eines Wärmeerzeugers dieser Vorrichtung unterscheiden sich jedoch praktisch nicht von einer Rotationswirbelstruktur. Wenn wir uns an die Ressourcen beider Anlagen erinnern, wird dieser Nachteil zu einem Vorteil, da beim Austausch des Kavitators die Pumpe nicht gewechselt werden muss.

Daher ist es sinnvoll, darüber nachzudenken, wie ein statischer Wirbelwärmegenerator hergestellt werden kann.

Herstellung des Wirbelwärmegenerators Potapov

Es wurden viele andere Geräte entwickelt, die nach völlig anderen Prinzipien arbeiten. Zum Beispiel Potapovs Wirbelwärmegeneratoren, die von Hand hergestellt werden. Sie werden herkömmlich als statisch bezeichnet. Dies liegt an der Tatsache, dass die Hydraulikvorrichtung keine rotierenden Teile in der Struktur aufweist. Wirbelwärmeerzeuger erhalten in der Regel Wärme über eine Pumpe und einen Elektromotor.

Der wichtigste Schritt bei der Herstellung einer solchen Wärmequelle mit eigenen Händen ist die Wahl des Motors. Sie sollte abhängig von der Spannung ausgewählt werden. Es gibt zahlreiche Zeichnungen und Diagramme eines Do-it-yourself-Wirbelwärmegenerators, die Methoden zum Anschluss eines Elektromotors mit einer Spannung von 380 Volt an ein 220-Volt-Netz demonstrieren.

Rahmenmontage und Motorinstallation

Die Installation einer Potapov-Wärmequelle zum Selbermachen beginnt mit der Installation eines Elektromotors. Befestigen Sie es zuerst am Bett. Verwenden Sie dann einen Winkelschleifer, um die Ecken zu machen. Schneiden Sie sie aus einem geeigneten Quadrat.Nachdem Sie 2-3 Quadrate gemacht haben, befestigen Sie sie an der Querstange. Verwenden Sie dann ein Schweißgerät, um eine rechteckige Struktur zusammenzubauen.

Wenn Sie kein Schweißgerät zur Hand haben, müssen Sie die Quadrate nicht schneiden. Schneiden Sie einfach die Dreiecke an den Stellen der beabsichtigten Falte aus. Dann biegen Sie die Quadrate mit einem Schraubstock. Verwenden Sie zum Sichern Schrauben, Nieten und Muttern.

Nach der Montage können Sie den Rahmen lackieren und Löcher in den Rahmen bohren, um den Motor zu montieren.

Pumpe einbauen

Das nächste wichtige Element unserer Wirbel-Hydrokonstruktion wird die Pumpe sein. Heutzutage können Sie in Fachgeschäften problemlos eine Einheit mit beliebiger Leistung kaufen. Achten Sie bei der Auswahl genau auf zwei Dinge:

1. Es muss zentrifugal sein.
2. Wählen Sie eine Einheit, die optimal mit Ihrem Elektromotor zusammenarbeitet.

Nachdem Sie die Pumpe gekauft haben, befestigen Sie sie am Rahmen. Wenn nicht genügend Querstangen vorhanden sind, machen Sie 2-3 weitere Ecken. Außerdem muss eine Kupplung gefunden werden. Es kann auf einer Drehmaschine eingeschaltet oder in jedem Baumarkt gekauft werden.

Wirbelkavitationswärmegenerator Potapov auf Holz, von Hand gefertigt, besteht aus einem Körper, der in Form eines Zylinders hergestellt wird. Es ist zu beachten, dass an den Enden Durchgangslöcher und Düsen vorhanden sein müssen, da Sie sonst die Hydro-Struktur nicht korrekt am Heizsystem befestigen können.

Setzen Sie den Strahl direkt hinter dem Einlass ein. Er wird individuell ausgewählt. Denken Sie jedoch daran, dass das Loch 8 bis 10 Mal kleiner sein sollte als der Rohrdurchmesser. Wenn das Loch zu klein ist, überhitzt sich die Pumpe und kann das Wasser nicht richtig zirkulieren lassen.

Aufgrund der Verdampfung ist der Wirbelkavitationswärmegenerator von Potapov auf Holz außerdem sehr anfällig für hydroabrasiven Verschleiß.

Wie man eine Pfeife macht

Der Prozess zur Herstellung dieses Elements der Potapov-Wärmequelle auf Holz erfolgt in mehreren Schritten:

1. Verwenden Sie zuerst eine Mühle, um ein Rohrstück mit einem Durchmesser von 100 mm zu schneiden. Die Länge des Werkstücks muss mindestens 600-650 mm betragen.
2. Machen Sie dann eine äußere Nut in das Werkstück und schneiden Sie den Faden ab.
3. Dann machen Sie zwei Ringe 60 mm lang. Das Kaliber der Ringe muss dem Rohrdurchmesser entsprechen.
4. Dann schneiden Sie die Fäden für die Halbringe.
5. Die nächste Stufe ist die Herstellung von Deckeln. Sie müssen an der Seite der Ringe angeschweißt werden, an der kein Gewinde vorhanden ist.
6. Bohren Sie anschließend ein zentrales Loch in die Abdeckungen.
7. Verwenden Sie dann einen großen Bohrer, um die Innenseite der Abdeckung abzufasen.

Nach den durchgeführten Arbeiten sollte der holzbefeuerte Kavitationswärmegenerator an das System angeschlossen werden. Führen Sie ein Abzweigrohr mit einer Düse in die Pumpenöffnung ein, von wo aus das Wasser zugeführt wird. Schließen Sie die andere Armatur an das Heizsystem an. Schließen Sie den Auslass des Hydrauliksystems an die Pumpe an.

Wenn Sie die Temperatur der Flüssigkeit regulieren möchten, installieren Sie einen Kugelmechanismus direkt hinter der Düse.

Mit seiner Hilfe lässt der Wärmeerzeuger von Potapov auf Holz das Wasser viel länger durch das Gerät laufen.

Ist es möglich, die Leistung der Potapov-Wärmequelle zu erhöhen?

Bei diesem Gerät tritt wie bei jedem Hydrauliksystem ein Wärmeverlust auf. Daher ist es wünschenswert, die Pumpe mit einem Wassermantel zu umgeben. Stellen Sie dazu ein wärmeisolierendes Gehäuse her. Stellen Sie die äußere Stärke einer solchen Schutzeinrichtung größer als den Durchmesser Ihrer Pumpe ein.

Ein fertiges 120-mm-Rohr kann als Rohling für die Wärmedämmung verwendet werden. Wenn Sie keine solche Gelegenheit haben, können Sie mit Ihren eigenen Händen ein Parallelepiped aus Stahlblech herstellen. Die Größe der Figur sollte so sein, dass die gesamte Struktur des Generators leicht hineinpassen kann.

Das Werkstück darf nur aus hochwertigen Materialien bestehen, um dem hohen Druck im System problemlos standhalten zu können.

Um den Wärmeverlust um das Gehäuse herum weiter zu reduzieren, stellen Sie eine Wärmeisolierung her, die später mit einem Blechgehäuse ummantelt werden kann.

Als Isolator kann jedes Material verwendet werden, das dem Siedepunkt von Wasser standhält.

Die Herstellung eines Wärmeisolators erfolgt in mehreren Schritten:

1. Montieren Sie zunächst das Gerät, das aus einer Pumpe, einem Verbindungsrohr und einem Wärmeerzeuger besteht.
2. Wählen Sie anschließend die optimalen Abmessungen der Wärmedämmvorrichtung aus und suchen Sie ein Rohr mit einem geeigneten Kaliber.
3. Dann machen Sie die Abdeckungen auf beiden Seiten.
4. Befestigen Sie danach die internen Mechanismen des Hydrauliksystems sicher.
5. Machen Sie am Ende einen Einlass und befestigen (schweißen oder schrauben) Sie ein Rohr darin.

Schweißen Sie nach Abschluss der Arbeiten den Flansch am Ende des Hydraulikrohrs. Wenn Sie Schwierigkeiten bei der Montage interner Mechanismen haben, können Sie einen Rahmen erstellen.

Überprüfen Sie unbedingt die Dichtheit der Wärmegeneratorbaugruppen und Ihres Hydrauliksystems auf Undichtigkeiten. Denken Sie zum Schluss daran, die Temperatur mit einer Kugel einzustellen.

Frostschutz

Stellen Sie zunächst ein Isoliergehäuse her. Nehmen Sie dazu ein verzinktes Blech oder ein dünnes Aluminiumblech. Schneiden Sie zwei Rechtecke aus. Denken Sie daran, dass das Blatt auf einem Dorn mit einem größeren Durchmesser gebogen werden muss. Sie können das Material auch an der Querstange biegen.

Legen Sie zuerst das ausgeschnittene Blatt ab und drücken Sie es mit einem Stück Holz darauf. Drücken Sie mit der anderen Hand auf das Blatt, so dass sich über die gesamte Länge eine leichte Biegung bildet. Bewegen Sie dann Ihr Werkstück ein wenig zur Seite und biegen Sie es weiter, bis Sie einen Hohlzylinder erhalten.

Machen Sie dann eine Abdeckung für das Gehäuse. Es ist ratsam, die gesamte Wärmedämmstruktur mit einem speziellen hitzebeständigen Material (Glaswolle usw.) zu umwickeln, das anschließend mit einem Draht gesichert werden muss.

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