Motor de combustão interna de Potapov. Motor molecular de Potapov

O gerador de calor tipo vórtice Potapov (VTG), feito manualmente, tem como objetivo obter calor apenas com o auxílio de um motor elétrico e de uma bomba. Este dispositivo é usado principalmente como um aquecedor econômico.

Diagrama do dispositivo do sistema de aquecimento de vórtice.

Como não existem estudos para determinar os parâmetros do produto em função da potência da bomba, as dimensões aproximadas serão iluminadas.

A maneira mais fácil é fazer um gerador de calor de vórtice com peças padrão. Qualquer motor elétrico é adequado para isso. Quanto mais potente for, mais água irá aquecer até uma determinada temperatura.

O principal é o motor

Você precisa escolher um motor dependendo da tensão disponível. Existem muitos circuitos com os quais você pode conectar um motor de 380 volts a uma rede de 220 volts e vice-versa. Mas esse é um assunto diferente.

A montagem do gerador de calor é iniciada a partir do motor elétrico. Será necessário fixá-lo na cama. O design deste dispositivo é uma estrutura de metal, que é mais fácil de fazer a partir de um quadrado. As dimensões precisarão ser selecionadas localmente para os dispositivos que estarão disponíveis.

Desenho de um gerador de calor de vórtice.

Lista de ferramentas e materiais:

• rebarbadora;
• máquina de solda;
• furadeira elétrica;
• conjunto de brocas;
• chave de ponta aberta ou chave para 12 e 13;
• parafusos, porcas, anilhas;
• canto de metal;
• primer, tinta, pincel.

1. Corte os quadrados com uma rebarbadora. Usando uma máquina de solda, monte a estrutura retangular. Alternativamente, a montagem pode ser feita com parafusos e porcas. Isso não afetará o design final. Escolha o comprimento e a largura para que todas as peças se encaixem perfeitamente.
2. Corte outro pedaço de quadrado. Prenda-o como uma travessa para que o motor possa ser preso.
3. Pinte a moldura.
4. Faça furos na estrutura para os parafusos e instale o motor.

Instalando a bomba

Agora você precisará pegar uma bomba d'água. Agora em lojas especializadas você pode adquirir uma unidade de qualquer modificação e potência. Em que você deve prestar atenção?

1. A bomba deve ser centrífuga.
2. Seu motor será capaz de girar.

Instale uma bomba na estrutura, se você precisar fazer mais travessas, faça-as a partir de um canto ou de uma tira de ferro da mesma espessura do canto. É quase impossível fazer uma luva de acoplamento sem um torno. Portanto, você terá que encomendá-lo em algum lugar.

Diagrama de um gerador de calor hidro-vórtice.

O gerador de calor de vórtice Potapov consiste em um corpo feito na forma de um cilindro fechado. Em suas extremidades deve haver furos passantes e bicos para conexão ao sistema de aquecimento. O segredo do design está dentro do cilindro. O jato deve estar localizado atrás da entrada. Seu orifício é selecionado individualmente para este dispositivo, mas é desejável que seja duas vezes menor que um quarto do diâmetro do corpo do tubo. Se você fizer menos, a bomba não conseguirá passar água por esse orifício e começará a se aquecer. Além disso, as partes internas começarão a ser destruídas intensamente devido ao fenômeno da cavitação.

Ferramentas: rebarbadora ou serra para metal, máquina de solda, furadeira elétrica, chave ajustável.

Materiais: tubo de metal grosso, eletrodos, brocas, 2 bicos roscados, acoplamentos.

1. Corte um pedaço de tubo grosso com diâmetro de 100 mm e comprimento de 500-600 mm.Faça uma ranhura externa com cerca de 20-25 mm e metade da espessura do tubo. Corte os fios.
2. Faça dois anéis de 50 mm de comprimento com o mesmo diâmetro do tubo. Corte uma rosca interna em um lado de cada meio anel.
3. Com a mesma espessura de metal plano do tubo, faça as tampas e solde-as nas laterais dos anéis onde não há rosca.
4. Faça um furo central nas tampas: um pelo diâmetro do bico e outro pelo diâmetro do bico. No interior da tampa, onde está o jato, faça um chanfro com uma broca de maior diâmetro. O resultado deve ser um bico.
5. Conecte o gerador de calor ao sistema. Conecte o tubo de ramificação onde o bico está localizado à bomba no orifício de onde a água é fornecida sob pressão. Conecte a entrada do sistema de aquecimento ao segundo tubo de ramal. Conecte a saída do sistema à entrada da bomba.

A água sob pressão, que a bomba criará, passará pelo bico do gerador de calor de vórtice, que você faz com as próprias mãos. Na câmara, começará a aquecer devido a uma agitação vigorosa. Em seguida, forneça-o ao sistema para aquecimento. Coloque uma trava de esfera atrás da torneira para regular a temperatura. Cubra-o e o gerador de calor de vórtice levará a água para dentro da caixa por mais tempo, o que significa que a temperatura começará a subir. É assim que este aquecedor funciona.

Modos de Produtividade

Diagrama da bomba de calor.

A perda de calor ocorre na bomba. Portanto, o gerador de calor de vórtice de Potapov nesta versão tem uma desvantagem significativa. Portanto, é lógico cercar uma bomba submersa com uma camisa de água para que seu calor também vá para um aquecimento útil.

Faça o invólucro externo de todo o dispositivo um pouco maior do que o diâmetro da bomba disponível. Pode ser um tubo acabado, o que é desejável, ou um paralelepípedo feito de material laminado. Suas dimensões devem ser tais que a bomba, o acoplamento e o próprio gerador entrem no seu interior. A espessura da parede deve ser capaz de suportar a pressão no sistema.

Para reduzir a perda de calor, faça um isolamento térmico ao redor do corpo do dispositivo. Você pode protegê-lo com um invólucro feito de folha de metal. Use qualquer material de isolamento que possa suportar o ponto de ebulição do líquido como isolante.

1. Monte um dispositivo compacto composto por uma bomba submersível, um tubo de conexão e um gerador de calor que você mesmo montou.
2. Decida suas dimensões e pegue um tubo de tal diâmetro, dentro do qual todos esses mecanismos caberiam facilmente.
3. Faça tampas de um lado e do outro.
4. Garanta a rigidez dos mecanismos internos e a capacidade da bomba de bombear água através de si mesma a partir do reservatório resultante.
5. Faça uma entrada e coloque um mamilo nela. A bomba deve estar localizada no interior com a entrada de água o mais próximo possível deste orifício.

Solde o flange na extremidade oposta do tubo. Com a sua ajuda, a tampa será fixada através de uma junta de borracha. Para facilitar a montagem do interior, faça uma estrutura ou esqueleto leve e descomplicado. Monte o dispositivo dentro dele. Verifique o ajuste e o aperto de todos os componentes. Insira na caixa e feche a tampa.

Conecte-se aos consumidores e verifique se há vazamentos em tudo. Se não houver vazamentos, ligue a bomba. Abrindo e fechando a torneira localizada na saída do gerador, ajuste a temperatura.

Isolamento do gerador

Esquema de ligação do gerador de calor ao sistema de aquecimento.

Primeiro você precisa fazer um revestimento de isolamento. Pegue uma folha de chapa galvanizada ou alumínio fino para isso. Corte dois retângulos fora dele se você for fazer um revestimento de duas metades. Ou um retângulo, mas com a expectativa de que depois de fabricado se encaixe completamente no gerador de calor de vórtice de Potapov, que foi montado manualmente.

É melhor dobrar a folha em um tubo de grande diâmetro ou usar uma travessa. Coloque a folha cortada sobre ela e pressione o bloco de madeira na parte superior com a mão. Com a outra mão, pressione a folha de estanho de forma que uma pequena dobra seja formada ao longo de todo o comprimento. Mova ligeiramente a peça de trabalho e repita a operação. Faça isso até que você tenha um cilindro.

1. Conecte-o com a fechadura usada pelos funileiros.
2. Faça tampas para a caixa com orifícios para conectar o gerador.
3. Enrole material isolante ao redor do dispositivo. Fixe o isolamento com arame ou tiras finas de chapa metálica.
4. Coloque o dispositivo na caixa, feche as tampas.

Existe outra maneira de aumentar a produção de calor: para isso, você precisa descobrir como funciona o gerador de vórtice Potapov, cuja eficiência pode se aproximar de 100% ou mais (não há consenso sobre o motivo disso).

Durante a passagem da água pelo bico ou jato, um poderoso jato é criado na saída, que atinge a extremidade oposta do dispositivo. Ele se torce e o aquecimento ocorre devido ao atrito das moléculas. Isso significa que ao colocar um obstáculo adicional dentro desse fluxo, é possível aumentar a mistura do líquido no dispositivo.

Depois de saber como funciona, você pode começar a projetar melhorias adicionais. Será um amortecedor de vórtice feito de placas longitudinais localizadas dentro de dois anéis na forma de um estabilizador de bomba de aeronave.

Diagrama do gerador de calor estacionário.

Ferramentas: máquina de solda, rebarbadora.

Materiais: chapa ou ferro plano, tubo de parede espessa.

Faça dois anéis de 4-5 cm de largura de um tubo com um diâmetro menor do que o gerador de calor de vórtice Potapov. Corte tiras idênticas de tiras de metal. Seu comprimento deve ser igual a um quarto do comprimento do corpo do próprio gerador de calor. Escolha a largura de forma que após a montagem haja um furo livre dentro.

1. Prenda a placa em um torno. Pendure-o de um lado e do outro do anel. Solde a placa a eles.
2. Remova a peça de trabalho da braçadeira e gire-a 180 graus. Coloque a placa dentro dos anéis e prenda na braçadeira de forma que as placas fiquem opostas uma à outra. Fixe 6 placas desta forma a uma distância igual.
3. Monte o gerador de calor de vórtice inserindo o dispositivo descrito em frente ao bico.

Provavelmente, este produto pode ser melhorado ainda mais. Por exemplo, em vez de placas paralelas, use fio de aço enrolando-o em uma bola de ar. Ou faça furos de diâmetros diferentes nas placas. Nada é dito sobre essa melhoria, mas isso não significa que não deva ser feito.

Diagrama do dispositivo da pistola de calor.

1. Certifique-se de proteger o gerador de calor de vórtice de Potapov pintando todas as superfícies.
2. Suas partes internas durante a operação estarão em um ambiente muito agressivo causado por processos de cavitação. Portanto, tente fazer a caixa e tudo nela de um material grosso. Não economize no hardware.
3. Faça várias tampas diferentes com entradas diferentes. Assim, será mais fácil selecionar seu diâmetro para obter um alto desempenho.
4. O mesmo se aplica ao amortecedor de vibração. Ele também pode ser modificado.

Construa uma pequena bancada de laboratório onde correrá em todas as características. Para fazer isso, não conecte os consumidores, mas faça um loop do pipeline até o gerador. Isso simplificará seu teste e seleção dos parâmetros necessários. Visto que dificilmente é possível encontrar dispositivos sofisticados para determinar o coeficiente de eficiência em casa, o seguinte teste é proposto.

Ligue o gerador de calor de vórtice e observe a hora em que ele aquece a água até uma determinada temperatura. É melhor ter um termômetro eletrônico, é mais preciso. Em seguida, modifique o design e execute o experimento novamente, observando o aumento da temperatura. Quanto mais a água esquentar ao mesmo tempo, mais preferência deverá ser dada à versão final da melhoria estabelecida no projeto.

Já reparou que o preço do aquecimento e da água quente aumentou e não sabe o que fazer a respeito? A solução para o problema de recursos de energia caros é um gerador de calor de vórtice. Vou falar sobre como um gerador de calor de vórtice é organizado e qual é o princípio de seu funcionamento. Você também descobrirá se é possível montar tal dispositivo com suas próprias mãos e como fazê-lo em uma oficina doméstica.

DIY CTG

A opção mais simples para implementação em casa é um gerador de cavitação do tipo tubular com um ou mais bicos para aquecimento de água. Portanto, analisaremos um exemplo de fabricação de tal dispositivo, para isso você precisará de:

• Bomba - para aquecimento, certifique-se de escolher uma bomba de calor que não tenha medo da exposição constante a altas temperaturas. Deve fornecer uma pressão de trabalho na saída de 4 - 12 atm.
• 2 manômetros e mangas para sua instalação - localizados em ambos os lados do bico para medir a pressão na entrada e na saída do elemento de cavitação.
• Termômetro para medir a quantidade de aquecimento do refrigerante no sistema.
• Válvula para remover o excesso de ar do gerador de cavitação. Instalado no ponto mais alto do sistema.
• Bico - deve ter diâmetro de furo de 9 a 16 mm, não se recomenda fazer menos, pois pode ocorrer cavitação já na bomba, o que reduzirá significativamente sua vida útil. O formato do bico pode ser cilíndrico, cônico ou oval, do ponto de vista prático, qualquer um será adequado para você.
• Tubos e elementos de conexão (radiadores de aquecimento na sua ausência) são selecionados de acordo com a tarefa em questão, mas a opção mais simples são os tubos de plástico para soldar.
• Automação de ligar / desligar o gerador de calor por cavitação - via de regra, está vinculado ao regime de temperatura, definido para desligar a cerca de 80 ° C e ligar quando cair abaixo de 60 ° C. Mas você mesmo pode escolher o modo de operação do gerador de calor por cavitação.

FIG. 6: diagrama de um gerador de calor de cavitação
Antes de conectar todos os elementos, é aconselhável fazer um diagrama de sua localização no papel, nas paredes ou no chão. Os locais devem ser afastados de elementos inflamáveis ​​ou estes devem ser removidos a uma distância segura do sistema de aquecimento.

Colete todos os elementos, conforme ilustrado no diagrama, e verifique a estanqueidade sem ligar o gerador. Em seguida, teste o gerador de calor de cavitação no modo de operação, um aumento normal na temperatura do líquido é de 3 - 5 ° C em um minuto.

Já reparou que o preço do aquecimento e da água quente aumentou e não sabe o que fazer a respeito? A solução para o problema de recursos de energia caros é um gerador de calor de vórtice. Vou falar sobre como um gerador de calor de vórtice é organizado e qual é o princípio de seu funcionamento. Você também descobrirá se é possível montar tal dispositivo com suas próprias mãos e como fazê-lo em uma oficina doméstica.

Um pouco de historia

Um gerador de calor de vórtice é considerado um desenvolvimento promissor e inovador. Enquanto isso, a tecnologia não é nova, já que há quase 100 anos os cientistas pensavam em como aplicar o fenômeno da cavitação.

A primeira configuração experimental em operação, o chamado "tubo de vórtice", foi fabricada e patenteada pelo engenheiro francês Joseph Rank em 1934.

Rank foi o primeiro a notar que a temperatura do ar na entrada do ciclone (filtro de ar) difere da temperatura da mesma corrente de ar na saída.Porém, nos estágios iniciais dos testes de bancada, o tubo de vórtice foi testado não quanto à eficiência de aquecimento, mas, ao contrário, quanto à eficiência de resfriamento do jato de ar.

A tecnologia passou por um novo desenvolvimento na década de 60 do século XX, quando cientistas soviéticos descobriram como melhorar o tubo Rank lançando um líquido nele em vez de um jato de ar.

Devido à maior, em comparação com o ar, densidade do meio líquido, a temperatura do líquido, ao passar pelo tubo de vórtice, mudou mais intensamente. Como resultado, foi descoberto experimentalmente que o meio líquido, passando pelo tubo de Ranque aprimorado, aqueceu anormalmente rápido com um fator de conversão de energia de 100%!

Infelizmente, não havia necessidade de fontes baratas de energia térmica naquela época, e a tecnologia não encontrou aplicação prática. As primeiras instalações de cavitação em operação projetadas para aquecer um meio líquido surgiram apenas em meados da década de 90 do século XX.

Uma série de crises de energia e, como consequência, um crescente interesse por fontes alternativas de energia, levaram à retomada dos trabalhos sobre conversores eficientes de energia da movimentação de um jato de água em calor. Como resultado, hoje é possível comprar uma instalação com a energia necessária e usá-la na maioria dos sistemas de aquecimento.

Vantagens e desvantagens

Em comparação com outros geradores de calor, as unidades de cavitação diferem em uma série de vantagens e desvantagens.

As vantagens de tais dispositivos incluem:

• Mecanismo de obtenção de energia térmica muito mais eficiente;
• Consome significativamente menos recursos do que os geradores de combustível;
• Pode ser usado para aquecer consumidores de baixa potência e grandes;
• Totalmente amigo do ambiente - não emite substâncias nocivas para o meio ambiente durante a operação.

As desvantagens dos geradores de calor de cavitação incluem:

• Dimensões relativamente grandes - os modelos elétricos e a combustível são muito menores, o que é importante quando instalados em uma sala já operada;
• Ruído elevado devido ao funcionamento da bomba de água e do próprio elemento de cavitação, o que dificulta a sua instalação em domicílios;
• Relação ineficaz de potência e desempenho para salas com uma pequena área quadrada (até 60m 2 é mais lucrativo usar uma unidade a gás, combustível líquido ou energia elétrica equivalente com um elemento de aquecimento). \

Princípio de operação

A cavitação permite não dar calor à água, mas sim extrair o calor da água em movimento, ao mesmo tempo que a aquece a temperaturas significativas.

O dispositivo de amostras de trabalho de geradores de calor de vórtice é aparentemente simples. Podemos ver um motor enorme, ao qual um dispositivo cilíndrico "caracol" está conectado.

O Snail é uma versão modificada do cachimbo de Rank. Devido à sua forma característica, a intensidade dos processos de cavitação na cavidade do "caracol" é muito maior em comparação com o tubo de vórtice.

Na cavidade do "caracol" há um ativador de disco - um disco com uma perfuração especial. Quando o disco gira, o meio líquido no "caracol" é colocado em movimento, devido ao qual ocorrem os processos de cavitação:

• O motor elétrico gira o ativador de disco
  ... O disco ativador é o elemento mais importante no projeto do gerador de calor e é conectado ao motor elétrico por meio de um eixo reto ou por meio de um acionamento por correia. Quando o dispositivo é ligado no modo operacional, o motor transmite torque ao ativador;
• O ativador gira o meio líquido
  ... O ativador é projetado de forma que o meio líquido, entrando na cavidade do disco, gire e adquira energia cinética;
• Conversão de energia mecânica em calor
  ... Saindo do ativador, o meio líquido perde sua aceleração e, em decorrência de uma frenagem brusca, ocorre o efeito da cavitação. Como resultado, a energia cinética aquece o meio líquido até + 95 ° C, e a energia mecânica torna-se térmica.

Dispositivo e princípio de operação

O princípio de operação do gerador de calor por cavitação é o efeito de aquecimento devido à conversão da energia mecânica em calor. Agora vamos dar uma olhada mais de perto no fenômeno da cavitação em si. Quando uma pressão excessiva é criada no líquido, surgem vórtices, devido ao fato de a pressão do líquido ser maior do que a do gás nele contido, as moléculas do gás são liberadas em inclusões separadas - o colapso das bolhas. Devido à diferença de pressão, a água tende a comprimir a bolha de gás, que acumula grande quantidade de energia em sua superfície, e a temperatura em seu interior chega a cerca de 1000 - 1200 ° C.

Quando as cavidades de cavitação passam para a zona de pressão normal, as bolhas são destruídas e a energia de sua destruição é liberada para o espaço circundante. Com isso, a energia térmica é liberada e o líquido é aquecido a partir do fluxo do vórtice. A operação de geradores de calor é baseada neste princípio, então considere o princípio de operação da versão mais simples de um aquecedor de cavitação.

O modelo mais simples

FIG. 1: Princípio funcional do gerador de calor por cavitação
Observe a Figura 1, aqui é apresentado o dispositivo do gerador de calor por cavitação mais simples, que consiste em bombear água por uma bomba até o ponto de estreitamento da tubulação. Quando o fluxo de água atinge o bocal, a pressão do líquido aumenta significativamente e a formação de bolhas de cavitação começa. Na saída do bico, as bolhas liberam energia térmica e a pressão após passar pelo bico é significativamente reduzida. Na prática, vários bicos ou tubos podem ser instalados para aumentar a eficiência.

O gerador de calor ideal de Potapov

O gerador de calor Potapov, que possui um disco giratório (1) instalado oposto ao estacionário (6), é considerado uma opção de instalação ideal. A água fria é fornecida pelo tubo localizado no fundo (4) da câmara de cavitação (3), e a saída já é aquecida a partir do ponto superior (5) da mesma câmara. Um exemplo de tal dispositivo é mostrado na Figura 2 abaixo:

FIG. 2: gerador de calor de cavitação de Potapov

Mas o dispositivo não foi amplamente utilizado devido à falta de uma justificativa prática para seu funcionamento.

Âmbito de aplicação

Integração no sistema de aquecimento de uma casa privada

Para usar um gerador de calor em um sistema de aquecimento, ele deve ser introduzido nele. Como fazer isso corretamente? Na verdade, não há nada de difícil nisso.

Uma bomba centrífuga (1 na figura) é instalada na frente do gerador (marcada com o número 2 na figura), que fornecerá água com pressão de até 6 atmosferas. Um tanque de expansão (6 na figura) e válvulas de corte são instalados após o gerador.

Vantagens de usar geradores de calor de cavitação

Esquemas para a fabricação de um gerador de calor do tipo cavitação

Para fazer um dispositivo de trabalho com nossas próprias mãos, considere os desenhos e diagramas dos dispositivos existentes, cuja eficácia foi estabelecida e documentada nos escritórios de patentes.

Visão geral de preços

Claro que um gerador de calor por cavitação é praticamente um dispositivo anormal, é um gerador quase ideal, é difícil comprar, o preço é muito alto. Propomos considerar quanto custa um dispositivo de aquecimento por cavitação em diferentes cidades da Rússia e da Ucrânia:

Os geradores de calor de vórtice de cavitação têm desenhos mais simples, mas são um tanto inferiores em eficiência. Neste momento existem vários líderes de mercado: uma bomba rotativa de hidro-choque-gerador de calor "Radex", NPP "Novas Tecnologias", um choque elétrico "Tornado" e um choque eletro-hidráulico "Vektorplus", um mini-dispositivo para um casa privada (LATR) TSGC2-3k (3 kVA) e o bielorrusso Yurle-K.

Foto - Tornado heat generator

A venda é realizada em concessionárias e lojas parceiras na Rússia, Quirguistão, Bielo-Rússia e outros países da CEI.

Para fornecer aquecimento econômico de instalações residenciais, utilitárias ou industriais, os proprietários usam vários esquemas e métodos de obtenção de energia térmica. Para montar um gerador de calor com ação de cavitação com suas próprias mãos, você precisa entender os processos que permitem gerar calor.

Vamos resumir

Agora você sabe o que é uma fonte popular e exigida de energia alternativa. Isso significa que será fácil para você decidir se esse equipamento é adequado ou não. Eu também recomendo assistir o vídeo neste artigo.

Todos os anos, o aumento dos preços do aquecimento nos leva a buscar maneiras mais baratas de aquecer o ambiente residencial na estação fria. Isso é especialmente verdadeiro para as casas e apartamentos que possuem uma grande praça. Uma dessas maneiras de economizar é o vórtice. Também tem muitas vantagens permite que você salve

na criação.A simplicidade do design não tornará difícil a coleta, mesmo para iniciantes. A seguir, consideraremos as vantagens deste método de aquecimento, e também tentaremos traçar um plano de montagem de um gerador de calor com nossas próprias mãos.

Um gerador de calor é um dispositivo especial, cujo objetivo principal é gerar calor através da queima do combustível carregado nele. Nesse caso, é gerado calor, que é gasto no aquecimento do refrigerante, que por sua vez desempenha diretamente a função de aquecer o ambiente.

Os primeiros geradores de calor surgiram no mercado em 1856, graças à invenção do físico britânico Robert Bunsen, que, no decorrer de uma série de experimentos, percebeu que o calor gerado durante a combustão pode ser direcionado em qualquer direção.

Desde então, os geradores, é claro, foram modificados e são capazes de aquecer muito mais áreas do que há 250 anos.

O principal critério pelo qual os geradores diferem entre si é o combustível a ser cobrado. Dependendo disso, eles distinguem os seguintes tipos

:

1. Geradores de calor a diesel - geram calor a partir da combustão do óleo diesel. Eles são capazes de aquecer bem grandes áreas, mas é melhor não usá-los para a casa devido à presença da produção de substâncias tóxicas formadas a partir da combustão dos combustíveis.
2. Geradores de calor a gás - funcionam segundo o princípio do fornecimento contínuo de gás, queimando em uma câmara especial que também gera calor. É considerada uma opção muito econômica, mas a instalação requer permissão especial e maior segurança.
3. Os geradores de combustível sólido são semelhantes em design a um fogão a carvão convencional, com uma câmara de combustão, um compartimento de fuligem e cinzas e um elemento de aquecimento. São convenientes para operação em áreas abertas, pois seu funcionamento independe das condições climáticas.
4. - seu princípio de funcionamento é baseado no processo de conversão térmica, em que bolhas formadas no líquido provocam um fluxo misto de fases, o que aumenta a quantidade de calor gerado.

Fazer um gerador de calor com suas próprias mãos é um processo bastante complicado e trabalhoso. Via de regra, esse dispositivo é necessário para fornecer aquecimento econômico nas residências. Os geradores de calor vêm em 2 designs: estáticos e rotativos. No primeiro caso, um bico deve ser usado como elemento principal. Em um gerador rotativo, um motor elétrico deve ser usado para criar cavitação.

Esta unidade é uma bomba centrífuga modernizada, ou melhor, sua carcaça, que servirá como estator. Você não pode passar sem uma câmara de trabalho e tubos ramificados.

Dentro do corpo de nosso projeto hidrodinâmico, existe um volante como um impulsor. Existe uma grande variedade de designs rotativos para geradores de calor. O mais simples deles é o design do disco.

O número necessário de furos é aplicado à superfície cilíndrica do disco do rotor, que deve ter um determinado diâmetro e profundidade. Eles são chamados de "células de Griggs". Deve-se observar que o tamanho e o número de orifícios perfurados variam dependendo do calibre do disco do rotor e da velocidade do eixo do motor.

O corpo dessa fonte de calor é geralmente feito na forma de um cilindro oco. Na verdade, este é um tubo regular com flanges soldados nas extremidades. A folga entre o interior da carcaça e o volante será muito pequena (aproximadamente 1,5-2 mm).

O aquecimento direto da água ocorrerá exatamente nesta lacuna. O aquecimento do líquido é obtido devido ao seu atrito contra a superfície do rotor e da carcaça ao mesmo tempo, enquanto o disco do volante se move a velocidades quase máximas.

Os processos de cavitação (formação de bolhas) que ocorrem nas células do rotor têm grande influência no aquecimento do líquido.

Um gerador de calor rotativo é uma bomba centrífuga modernizada, mais precisamente, sua carcaça, que servirá de estator

Via de regra, o diâmetro do disco neste tipo de geradores de calor é de 300 mm e a velocidade de rotação do dispositivo hidráulico é de 3200 rpm. A velocidade irá variar dependendo do tamanho do rotor.

Analisando o desenho desta instalação, podemos concluir que sua vida útil é bastante pequena. Devido ao aquecimento constante e à ação abrasiva da água, a lacuna aumenta gradualmente.

Deve-se notar que os geradores de calor rotativos criam muito ruído durante a operação. Porém, em comparação com outros dispositivos hidráulicos (tipo estático), eles são 30% mais eficientes.

Visualizações

A principal tarefa do gerador de calor por cavitação é a formação de inclusões de gás, e a qualidade do aquecimento dependerá de sua quantidade e intensidade. Na indústria moderna, existem vários tipos de geradores de calor, que diferem no princípio de gerar bolhas em um líquido. Os mais comuns são três tipos:

• Geradores de calor rotativos
  - o elemento de trabalho gira devido ao acionamento elétrico e gera redemoinhos de fluido;
• Tubular
  - alterar a pressão devido ao sistema de tubos por onde passa a água;
• Ultrassônico
  - a não homogeneidade do líquido em tais geradores de calor é criada devido a vibrações sonoras de baixa frequência.

Além dos tipos acima, há cavitação a laser, mas este método ainda não encontrou implementação industrial. Agora vamos considerar cada um dos tipos com mais detalhes.

Gerador de calor rotativo

É composto por um motor elétrico, cujo eixo é conectado a um mecanismo rotativo projetado para criar turbulência no líquido. Uma característica do projeto do rotor é um estator vedado, no qual ocorre o aquecimento. O próprio estator tem uma cavidade cilíndrica dentro - uma câmara de vórtice na qual o rotor gira. O rotor de um gerador de calor por cavitação é um cilindro com um conjunto de ranhuras na superfície; quando o cilindro gira dentro do estator, essas ranhuras criam falta de homogeneidade na água e causam processos de cavitação.

FIG. 3: projeto do gerador tipo rotativo

O número de recessos e seus parâmetros geométricos são determinados dependendo do modelo. Para parâmetros de aquecimento ideais, a distância entre o rotor e o estator é de cerca de 1,5 mm. Este projeto não é o único de seu tipo: por uma longa história de modernizações e melhorias, o elemento funcional do tipo rotativo sofreu muitas transformações.

Um dos primeiros modelos eficazes de transdutores de cavitação foi o gerador de Griggs, que usava um rotor de disco com orifícios cegos na superfície. Um dos análogos modernos de geradores de calor de cavitação de disco é mostrado na Figura 4 abaixo:

FIG. 4: gerador de calor de disco

Apesar da simplicidade do projeto, as unidades do tipo rotativo são bastante difíceis de usar, pois requerem calibração precisa, vedações confiáveis ​​e conformidade com parâmetros geométricos durante a operação, o que as torna difíceis de operar. Esses geradores de calor por cavitação são caracterizados por uma vida útil bastante baixa - 2 a 4 anos devido à erosão por cavitação do corpo e das peças. Além disso, eles criam uma carga de ruído bastante grande durante a operação do elemento rotativo. As vantagens deste modelo são a alta produtividade - 25% superior à dos aquecedores clássicos.

Tubular

O gerador de calor estático não possui elementos rotativos. O processo de aquecimento nas mesmas ocorre devido ao movimento da água por meio de tubulações que se estreitam ao longo do comprimento ou devido à instalação de bicos Laval.O abastecimento de água ao corpo de trabalho é feito por uma bomba hidrodinâmica, que cria uma força mecânica do líquido em um espaço que se estreita e, quando ele passa para uma cavidade mais larga, surgem vórtices de cavitação.

Ao contrário do modelo anterior, o equipamento de aquecimento tubular não faz muito barulho e não se desgasta tão rapidamente. Durante a instalação e operação, você não precisa se preocupar com o balanceamento preciso e, se os elementos de aquecimento forem destruídos, sua substituição e reparo serão muito mais baratos do que os modelos rotativos. As desvantagens dos geradores de calor tubulares incluem desempenho significativamente inferior e dimensões volumosas.

Ultrassônico

Esse tipo de dispositivo possui uma câmara ressonadora sintonizada em uma frequência específica de vibrações sonoras. Uma placa de quartzo é instalada em sua entrada, que vibra quando sinais elétricos são aplicados. A vibração da placa cria um efeito cascata dentro do líquido, que atinge as paredes da câmara do ressonador e é refletido. Durante o movimento de retorno, as ondas se encontram com vibrações para a frente e criam cavitação hidrodinâmica.

FIG. 5: princípio de funcionamento do gerador de calor ultrassônico

Além disso, as bolhas são transportadas pelo fluxo de água ao longo dos estreitos tubos de entrada da instalação térmica. Ao passar para uma área ampla, as bolhas colapsam, liberando energia térmica. Os geradores de cavitação ultrassônica também apresentam bom desempenho, pois não possuem elementos rotativos.

Fabricação de gerador de calor de vórtice Potapov

Muitos outros dispositivos foram desenvolvidos que operam em princípios completamente diferentes. Por exemplo, os geradores de calor de vórtice de Potapov, feitos à mão. Eles são chamados de estáticos convencionalmente. Isso se deve ao fato de o dispositivo hidráulico não possuir peças giratórias na estrutura. Como regra, os geradores de calor de vórtice recebem calor por meio de uma bomba e um motor elétrico.

A etapa mais importante no processo de fabricação dessa fonte de calor com as próprias mãos será a escolha do motor. Deve ser selecionado dependendo da tensão. Existem numerosos desenhos e diagramas de um gerador de calor vórtice faça você mesmo, que demonstram métodos para conectar um motor elétrico com uma tensão de 380 volts a uma rede de 220 volts.

Montagem da estrutura e instalação do motor

A instalação do tipo "faça você mesmo" de uma fonte de calor Potapov começa com a instalação de um motor elétrico. Prenda-o primeiro na cama. Em seguida, use uma rebarbadora para fazer os cantos. Corte-os de um quadrado adequado. Depois de fazer 2-3 quadrados, prenda-os na barra transversal. Em seguida, use uma máquina de solda para montar uma estrutura retangular.

Se você não tiver uma máquina de solda em mãos, não precisará cortar os quadrados. Recorte os triângulos nos locais da dobra desejada. Em seguida, dobre os quadrados usando um torno. Use parafusos, rebites e porcas para prender.

Após a montagem, você pode pintar a estrutura e fazer orifícios na estrutura para montar o motor.

Instalando a bomba

O próximo elemento importante de nossa hidroconstrução de vórtice será a bomba. Hoje em dia, em lojas especializadas, você pode adquirir facilmente uma unidade de qualquer potência. Ao escolhê-lo, preste muita atenção a 2 coisas:

1. Deve ser centrífugo.
2. Escolha uma unidade que funcione perfeitamente com seu motor elétrico.

Depois de comprar a bomba, fixe-a na estrutura. Se não houver travessas suficientes, faça mais 2-3 cantos. Além disso, será necessário encontrar um acoplamento. Ele pode ser ligado em um torno ou adquirido em qualquer loja de ferragens.

O gerador de calor de cavitação de vórtice Potapov em madeira, feito à mão, é composto por um corpo, que é feito em forma de cilindro.É importante ressaltar que deve haver furos passantes e bicos nas suas extremidades, caso contrário não será possível acoplar corretamente a estrutura hídrica ao sistema de aquecimento.

Insira o jato logo atrás da entrada. Ele é selecionado individualmente. Porém, lembre-se de que seu orifício deve ser 8-10 vezes menor que o diâmetro do tubo. Se o orifício for muito pequeno, a bomba superaquecerá e não será capaz de circular a água corretamente.

Além disso, devido à vaporização, o gerador de calor por cavitação de vórtice de Potapov na madeira será altamente suscetível ao desgaste hidroabrasivo.

Como fazer um cachimbo

O processo de fabricação deste elemento da fonte de calor de Potapov na madeira ocorrerá em várias etapas:

1. Primeiro, use um moedor para cortar um pedaço de tubo com um diâmetro de 100 mm. O comprimento da peça de trabalho deve ser de pelo menos 600-650 mm.
2. Em seguida, faça uma ranhura externa na peça de trabalho e corte a linha.
3. Em seguida, faça dois anéis de 60 mm de comprimento. o calibre dos anéis deve corresponder ao diâmetro do tubo.
4. Em seguida, corte os fios para os meios anéis.
5. A próxima etapa é a fabricação das tampas. Eles devem ser soldados do lado dos anéis onde não há rosca.
6. Em seguida, faça um furo central nas tampas.
7. Em seguida, use uma broca grande para chanfrar o interior da tampa.

Após as operações realizadas, o gerador de calor por cavitação a lenha deve ser conectado ao sistema. Insira um tubo de ramificação com um bico no orifício da bomba de onde a água é fornecida. Conecte a outra conexão ao sistema de aquecimento. Conecte a saída do sistema hidráulico à bomba.

Se você quiser regular a temperatura do líquido, instale um mecanismo de esfera logo atrás do bico.

Com a ajuda dele, o gerador de calor de Potapov em madeira fará com que a água funcione em todo o dispositivo por muito mais tempo.

É possível aumentar o desempenho da fonte de calor Potapov

Neste dispositivo, como em qualquer sistema hidráulico, ocorre perda de calor. Portanto, é desejável cercar a bomba com uma camisa de água. Para fazer isso, faça uma caixa com isolamento térmico. Faça o medidor externo de tal dispositivo de proteção maior do que o diâmetro de sua bomba.

Um tubo pré-fabricado de 120 mm pode ser usado como bloco para isolamento térmico. Se não tiver essa oportunidade, você pode fazer um paralelepípedo com as próprias mãos usando chapa de aço. O tamanho da figura deve ser tal que toda a estrutura do gerador possa caber facilmente nela.

A peça de trabalho deve ser feita apenas de materiais de qualidade para suportar a alta pressão do sistema sem problemas.

Para reduzir ainda mais a perda de calor ao redor do gabinete, faça um isolamento térmico, que pode posteriormente ser revestido com um invólucro de folha de metal.

Qualquer material que resista ao ponto de ebulição da água pode ser usado como isolante.

A fabricação de um isolante térmico ocorrerá em várias etapas:

1. Primeiro, monte o dispositivo, que consistirá em uma bomba, um tubo de conexão, um gerador de calor.
2. Depois disso, selecione as dimensões ideais do dispositivo de isolamento térmico e encontre um tubo de calibre adequado.
3. Em seguida, faça as tampas dos dois lados.
4. Depois disso, fixe com segurança os mecanismos internos do sistema hidráulico.
5. No final, faça uma entrada e fixe (solde ou aparafuse) um tubo nela.

Após as operações feitas, solde o flange na extremidade do tubo hidráulico. Se você tiver dificuldades com a montagem de mecanismos internos, pode fazer uma moldura.

Certifique-se de verificar o aperto dos conjuntos do gerador de calor e seu sistema hidráulico quanto a vazamentos. Finalmente, lembre-se de ajustar a temperatura com uma bola.

Proteção contra geada

Em primeiro lugar, faça uma caixa de isolamento. Para fazer isso, pegue uma folha galvanizada ou uma folha fina de alumínio. Corte dois retângulos. Lembre-se que é necessário dobrar a chapa em um mandril de diâmetro maior.Você também pode dobrar o material na barra transversal.

Primeiro, coloque a folha cortada e pressione-a para baixo com um pedaço de madeira. Com a outra mão, pressione a folha de forma que se forme uma leve dobra em todo o comprimento. Em seguida, mova a peça um pouco para o lado e continue dobrando-a até obter um cilindro oco.

Em seguida, faça uma cobertura para o invólucro. É aconselhável envolver toda a estrutura de isolamento térmico com um material especial resistente ao calor (lã de vidro, etc.), que deve ser posteriormente preso com um arame.

Instrumentos e dispositivos