Động cơ đốt trong của Potapov. Động cơ phân tử của Potapov

Mục đích của bộ tạo nhiệt xoáy Potapov (VTG), được làm bằng tay, chỉ thu được nhiệt với sự hỗ trợ của động cơ điện và máy bơm. Thiết bị này được sử dụng chủ yếu như một lò sưởi tiết kiệm.

Sơ đồ thiết bị hệ thống gia nhiệt xoáy.

Vì không có nghiên cứu nào xác định các thông số của sản phẩm phụ thuộc vào công suất máy bơm, nên các kích thước gần đúng sẽ được chiếu sáng.

Cách đơn giản nhất là tạo bộ tạo nhiệt xoáy từ các bộ phận tiêu chuẩn. Bất kỳ động cơ điện nào đều thích hợp cho việc này. Nó càng mạnh thì nước càng nóng lên đến nhiệt độ nhất định.

Điều chính là động cơ

Bạn cần chọn một động cơ tùy thuộc vào điện áp có sẵn. Có nhiều mạch mà bạn có thể kết nối động cơ 380 Volt với mạng 220 Volt và ngược lại. Nhưng đó là một chủ đề khác.

Việc lắp ráp bộ tạo nhiệt được bắt đầu từ động cơ điện. Nó sẽ cần được cố định vào giường. Thiết kế của thiết bị này là khung kim loại, dễ làm từ hình vuông nhất. Kích thước sẽ cần được chọn cục bộ cho những thiết bị sẽ có sẵn.

Bản vẽ máy phát nhiệt dạng xoáy.

Danh sách các công cụ và vật liệu:

• máy xay góc;
• máy hàn;
• máy khoan điện;
• bộ máy tập;
• khóa mở đầu hoặc chìa khóa cờ lê cho 12 và 13;
• bu lông, đai ốc, vòng đệm;
• góc kim loại;
• sơn lót, sơn, cọ sơn.

1. Cắt hình vuông bằng máy mài góc. Sử dụng máy hàn, lắp ráp cấu trúc hình chữ nhật. Ngoài ra, việc lắp ráp có thể được thực hiện bằng cách sử dụng bu lông và đai ốc. Điều này sẽ không ảnh hưởng đến thiết kế cuối cùng. Chọn chiều dài và chiều rộng để tất cả các bộ phận phù hợp tối ưu.
2. Cắt một miếng hình vuông khác. Gắn nó như một bộ phận chéo để động cơ có thể được bảo vệ.
3. Sơn khung.
4. Khoan lỗ trên khung để lắp bu lông và lắp động cơ.

Lắp đặt máy bơm

Bây giờ bạn sẽ cần phải chọn một máy bơm nước. Giờ đây, tại các cửa hàng chuyên dụng, bạn có thể mua một đơn vị của bất kỳ sửa đổi và nguồn điện nào. Bạn nên chú ý điều gì?

1. Máy bơm phải ly tâm.
2. Động cơ của bạn sẽ có thể quay nó.

Lắp một máy bơm vào khung, nếu bạn cần tạo thêm các viên chéo, thì hãy làm chúng từ một góc hoặc từ sắt dải có cùng độ dày với góc. Khó có thể chế tạo ống bọc khớp nối mà không có máy tiện. Do đó, bạn sẽ phải đặt nó ở đâu đó.

Sơ đồ cấu tạo máy phát nhiệt kiểu xoáy nước.

Máy tạo nhiệt dạng xoáy Potapov bao gồm một phần thân được làm dưới dạng một hình trụ kín. Ở các đầu của nó nên có các lỗ và vòi phun để kết nối với hệ thống sưởi. Bí mật của thiết kế nằm bên trong hình trụ. Máy bay phản lực phải được đặt phía sau cửa hút gió. Lỗ của nó được chọn riêng cho thiết bị này, nhưng mong muốn rằng nó nhỏ hơn hai lần so với một phần tư đường kính của thân ống. Nếu bạn làm ít hơn, thì máy bơm sẽ không thể đưa nước qua lỗ này và sẽ bắt đầu tự nóng lên. Ngoài ra, các bộ phận bên trong sẽ bắt đầu bị phá hủy mạnh do hiện tượng xâm thực.

Dụng cụ: máy mài góc hoặc cưa sắt, máy hàn, máy khoan điện, cờ lê điều chỉnh.

Vật liệu: ống kim loại dày, điện cực, mũi khoan, 2 núm ren, khớp nối.

1. Cắt một đoạn ống dày có đường kính 100 mm và dài 500-600 mm.Tạo một rãnh bên ngoài trên đó khoảng 20-25 mm và bằng một nửa chiều dày của đường ống. Cắt các sợi chỉ.
2. Tạo hai vòng dài 50 mm có cùng đường kính của ống. Cắt một sợi chỉ trong trên một mặt của mỗi nửa vòng.
3. Từ cùng độ dày của kim loại phẳng làm ống, tạo nắp và hàn chúng trên mặt của các vòng ở nơi không có ren.
4. Tạo một lỗ chính giữa trên các nắp: một lỗ bằng đường kính của đầu phun và lỗ kia bằng đường kính của miệng phun. Ở mặt trong của nắp, nơi có vòi phun, hãy tạo một vát mép bằng mũi khoan có đường kính lớn hơn. Kết quả là một vòi phun.
5. Kết nối bộ tạo nhiệt với hệ thống. Nối ống nhánh nơi đặt vòi phun với máy bơm trong lỗ mà từ đó nước được cung cấp dưới áp lực. Kết nối đầu vào của hệ thống sưởi với đường ống nhánh thứ hai. Kết nối đầu ra của hệ thống với đầu vào của máy bơm.

Nước dưới áp lực mà máy bơm sẽ tạo ra, sẽ đi qua vòi của bộ tạo nhiệt xoáy, do chính tay bạn tạo ra. Trong buồng, nó sẽ bắt đầu nóng lên do khuấy động mạnh. Sau đó cung cấp cho hệ thống để sưởi ấm. Đặt một ổ khóa bi phía sau vòi để điều chỉnh nhiệt độ. Đậy nắp lại và bộ tạo nhiệt xoáy sẽ đẩy nước vào bên trong thùng máy lâu hơn, có nghĩa là nhiệt độ trong thùng sẽ bắt đầu tăng lên. Đây là cách lò sưởi này hoạt động.

Cách năng suất

Sơ đồ bơm nhiệt.

Sự mất nhiệt xảy ra trong máy bơm. Vì vậy bộ tạo nhiệt xoáy của Potapov ở phiên bản này có một nhược điểm đáng kể. Vì vậy, hợp lý là bao quanh một máy bơm chìm với một áo nước để nhiệt của nó cũng truyền sang hệ thống sưởi hữu ích.

Làm cho vỏ bên ngoài của toàn bộ thiết bị lớn hơn một chút so với đường kính của máy bơm có sẵn. Đây có thể là một đường ống đã hoàn thiện, được mong muốn hoặc một đường ống song song làm bằng vật liệu tấm. Kích thước của nó phải sao cho máy bơm, khớp nối và máy phát điện tự đi vào bên trong. Độ dày của vách phải có khả năng chịu được áp lực trong hệ thống.

Để giảm thất thoát nhiệt, làm lớp cách nhiệt xung quanh thân thiết bị. Bạn có thể bảo vệ nó bằng vỏ làm bằng kim loại tấm. Sử dụng bất kỳ vật liệu cách nhiệt nào có thể chịu được nhiệt độ sôi của chất lỏng làm chất cách điện.

1. Lắp ráp một thiết bị nhỏ gọn gồm máy bơm chìm, ống nối và bộ tạo nhiệt do bạn tự lắp ráp.
2. Quyết định kích thước của nó và chọn một đường ống có đường kính như vậy, bên trong tất cả các cơ cấu này sẽ dễ dàng phù hợp.
3. Làm nắp đậy ở bên này và bên kia.
4. Đảm bảo độ cứng của các cơ cấu bên trong và khả năng tự bơm nước từ bể chứa tạo ra của máy bơm.
5. Tạo một đầu vào và gắn một núm vú vào đó. Máy bơm phải được đặt bên trong với đường dẫn nước của nó càng gần lỗ này càng tốt.

Hàn mặt bích ở đầu đối diện của đường ống. Với sự trợ giúp của nó, nắp sẽ được gắn qua một miếng đệm cao su. Để dễ dàng lắp các mặt trong hơn, hãy làm một khung hoặc khung nhẹ không phức tạp. Lắp ráp thiết bị bên trong nó. Kiểm tra sự phù hợp và chặt chẽ của tất cả các thành phần. Lắp vào vỏ và đóng nắp.

Kết nối với người tiêu dùng và kiểm tra mọi thứ để phát hiện rò rỉ. Nếu không có rò rỉ, hãy bật máy bơm. Bằng cách mở và đóng vòi nằm ở đầu ra của máy phát điện, điều chỉnh nhiệt độ.

Cách điện máy phát điện

Sơ đồ đấu nối của bộ phát nhiệt với hệ thống sưởi.

Trước tiên, bạn cần phải làm một vỏ bọc cách nhiệt. Lấy một tấm tôn mạ kẽm hoặc nhôm mỏng cho việc này. Cắt hai hình chữ nhật ra khỏi nó nếu bạn muốn làm vỏ hai nửa. Hoặc một hình chữ nhật nhưng với kỳ vọng sau khi sản xuất sẽ hoàn toàn phù hợp với bộ tạo nhiệt xoáy của Potapov, vốn được lắp ráp bằng tay.

Tốt nhất là uốn tấm trên đường ống có đường kính lớn hoặc sử dụng một viên chéo. Đặt tấm giấy đã cắt lên đó và dùng tay ấn khối gỗ lên trên. Mặt khác, ấn vào tấm thiếc để tạo ra một đường uốn cong nhỏ dọc theo toàn bộ chiều dài. Di chuyển nhẹ phôi và lặp lại thao tác một lần nữa. Làm điều này cho đến khi bạn có một hình trụ.

1. Kết nối nó với ổ khóa được sử dụng bởi thợ thiếc đường ống.
2. Làm các nắp cho vỏ có lỗ để kết nối máy phát điện.
3. Bọc vật liệu cách điện xung quanh thiết bị. Cố định lớp cách điện bằng dây hoặc dải kim loại tấm mỏng.
4. Đặt thiết bị vào trong vỏ, đóng các nắp.

Có một cách khác để tăng sản lượng nhiệt: đối với điều này, bạn cần phải tìm ra cách hoạt động của máy tạo xoáy Potapov, hiệu suất của chúng có thể đạt 100% và cao hơn (không có sự nhất trí tại sao điều này xảy ra).

Trong quá trình nước đi qua vòi phun hoặc vòi phun, một dòng mạnh được tạo ra ở đầu ra, dòng chảy này chạm vào đầu đối diện của thiết bị. Nó xoắn, và sự nóng lên xảy ra do ma sát của các phân tử. Điều này có nghĩa là bằng cách đặt thêm một chướng ngại vật bên trong dòng chảy này, có thể làm tăng sự trộn lẫn của chất lỏng trong thiết bị.

Khi bạn biết cách hoạt động, bạn có thể bắt đầu thiết kế các cải tiến bổ sung. Nó sẽ là một van điều tiết xoáy được làm bằng các tấm dọc nằm bên trong hai vòng có dạng bộ phận ổn định bom máy bay.

Sơ đồ máy phát nhiệt tĩnh.

Dụng cụ: máy hàn, máy mài góc.

Vật liệu: tấm kim loại hoặc sắt dẹt, ống có thành dày.

Tạo hai vòng rộng 4-5 cm từ một đường ống có đường kính nhỏ hơn bộ tạo nhiệt xoáy Potapov. Cắt các dải giống hệt nhau từ kim loại dải. Chiều dài của chúng phải bằng một phần tư chiều dài của thân máy phát nhiệt. Chọn chiều rộng sao cho sau khi lắp ráp có lỗ trống bên trong.

1. Giữ chặt đĩa trong một miếng che. Treo nó ở một bên và bên kia của chiếc nhẫn. Hàn tấm với chúng.
2. Lấy phôi ra khỏi kẹp và lật nó 180 độ. Đặt tấm vào bên trong các vòng và cố định trong kẹp sao cho các tấm nằm đối diện nhau. Cố định 6 tấm theo cách này với khoảng cách bằng nhau.
3. Lắp ráp bộ tạo nhiệt xoáy bằng cách lắp thiết bị được mô tả đối diện với vòi phun.

Có thể, sản phẩm này có thể được cải thiện hơn nữa. Ví dụ, thay vì các tấm song song, hãy sử dụng dây thép bằng cách cuộn nó vào một quả cầu không khí. Hoặc tạo các lỗ có đường kính khác nhau trên các tấm. Không có gì được nói về cải tiến này, nhưng điều này không có nghĩa là nó không nên được thực hiện.

Sơ đồ thiết bị của súng bắn nhiệt.

1. Đảm bảo bảo vệ bộ tạo nhiệt xoáy của Potapov bằng cách sơn tất cả các bề mặt.
2. Các bộ phận bên trong của nó trong quá trình hoạt động sẽ ở trong một môi trường rất hung dữ do quá trình xâm thực gây ra. Do đó, hãy cố gắng làm cả vỏ và mọi thứ trong đó từ chất liệu dày. Đừng tiết kiệm phần cứng.
3. Tạo nhiều nắp khác nhau với các cửa hút khác nhau. Sau đó, sẽ dễ dàng hơn trong việc chọn đường kính của chúng để đạt được hiệu suất cao.
4. Điều tương tự cũng áp dụng cho bộ giảm rung. Nó cũng có thể được sửa đổi.

Xây dựng một băng ghế phòng thí nghiệm nhỏ, nơi bạn sẽ chạy trong tất cả các đặc điểm. Để làm điều này, không kết nối người tiêu dùng, nhưng lặp lại đường ống dẫn đến máy phát điện. Điều này sẽ đơn giản hóa việc kiểm tra và lựa chọn các thông số cần thiết của nó. Vì khó có thể tìm thấy các thiết bị tinh vi để xác định hệ số hiệu quả tại nhà, thử nghiệm sau đây được đề xuất.

Bật bộ tạo nhiệt xoáy và lưu ý thời gian khi nó làm ấm nước đến một nhiệt độ nhất định. Tốt hơn hết bạn nên có nhiệt kế điện tử thì chính xác hơn. Sau đó, sửa đổi thiết kế và chạy lại thử nghiệm, quan sát sự gia tăng nhiệt độ. Nước càng nóng lên cùng lúc thì càng phải ưu tiên cho phiên bản cuối cùng của cải tiến đã được thiết lập trong thiết kế.

Bạn có nhận thấy rằng giá của thiết bị sưởi và cung cấp nước nóng đã tăng lên và không biết phải làm gì với nó? Giải pháp cho vấn đề tốn kém tài nguyên năng lượng là máy phát nhiệt xoáy. Tôi sẽ nói về cách bố trí máy phát nhiệt xoáy và nguyên lý hoạt động của nó là gì. Bạn cũng sẽ tìm hiểu xem liệu có thể tự tay mình lắp ráp một thiết bị như vậy hay không và cách thực hiện tại xưởng tại nhà.

Tự làm CTG

Lựa chọn đơn giản nhất để thực hiện tại nhà là máy tạo lỗ thông dạng ống với một hoặc nhiều vòi phun để làm nóng nước. Do đó, chúng tôi sẽ phân tích một ví dụ về việc chỉ tạo ra một thiết bị như vậy, bạn sẽ cần:

• Máy bơm - để sưởi ấm, hãy nhớ chọn máy bơm nhiệt không sợ tiếp xúc thường xuyên với nhiệt độ cao. Nó phải cung cấp áp suất làm việc ở đầu ra 4 - 12 atm.
• 2 đồng hồ đo áp suất và tay áo để lắp đặt chúng - nằm ở cả hai bên của vòi phun để đo áp suất ở đầu vào và đầu ra của phần tử tạo khoang.
• Nhiệt kế để đo lượng gia nhiệt của chất làm mát trong hệ thống.
• Van để loại bỏ không khí thừa từ bộ tạo nhiệt cavitation. Được cài đặt ở điểm cao nhất của hệ thống.
• Vòi phun - phải có đường kính lỗ khoan từ 9 đến 16 mm, không nên làm ít hơn, vì hiện tượng xâm thực có thể xảy ra trong máy bơm, điều này sẽ làm giảm đáng kể tuổi thọ của nó. Hình dạng của vòi phun có thể là hình trụ, hình nón hoặc hình bầu dục, từ quan điểm thực tế, bất kỳ loại nào sẽ phù hợp với bạn.
• Đường ống và các phần tử kết nối (bộ tản nhiệt sưởi ấm khi không có chúng) được lựa chọn phù hợp với nhiệm vụ đang làm, nhưng tùy chọn đơn giản nhất là ống nhựa để hàn.
• Tự động hóa việc bật / tắt bộ tạo nhiệt cavitation - theo quy luật, nó được gắn với chế độ nhiệt độ, được đặt để tắt ở khoảng 80 ° C và bật khi nó giảm xuống dưới 60 ° C. Nhưng bạn có thể tự chọn chế độ hoạt động của máy tạo nhiệt cavitation.

Quả sung. 6: sơ đồ của một máy phát nhiệt cavitation
Trước khi kết nối tất cả các yếu tố, bạn nên vẽ sơ đồ vị trí của chúng trên giấy, tường hoặc trên sàn nhà. Các vị trí phải được đặt cách xa các yếu tố dễ cháy hoặc sau đó phải được loại bỏ ở một khoảng cách an toàn với hệ thống sưởi ấm.

Thu thập tất cả các yếu tố, như bạn đã mô tả trong sơ đồ và kiểm tra độ chặt mà không cần bật máy phát điện. Sau đó chạy thử bộ tạo nhiệt cavitation ở chế độ hoạt động, nhiệt độ bình thường của chất lỏng tăng lên 3 - 5 ° C trong một phút.

Bạn có nhận thấy rằng giá của thiết bị sưởi và cung cấp nước nóng đã tăng lên và không biết phải làm gì với nó? Giải pháp cho vấn đề tốn kém tài nguyên năng lượng là máy phát nhiệt xoáy. Tôi sẽ nói về cách bố trí máy phát nhiệt xoáy và nguyên lý hoạt động của nó là gì. Bạn cũng sẽ tìm hiểu xem liệu có thể tự tay mình lắp ráp một thiết bị như vậy hay không và cách thực hiện tại xưởng tại nhà.

Một chút về lịch sử

Máy phát nhiệt xoáy được coi là một sự phát triển đầy hứa hẹn và sáng tạo. Trong khi đó, công nghệ này không phải là mới, vì gần 100 năm trước các nhà khoa học đã nghĩ cách ứng dụng hiện tượng xâm thực.

Thiết lập thử nghiệm đầu tiên được vận hành, cái gọi là "ống xoáy", được chế tạo và được cấp bằng sáng chế bởi kỹ sư người Pháp Joseph Rank vào năm 1934.

Xếp hạng là người đầu tiên nhận thấy rằng nhiệt độ không khí ở lối vào lốc xoáy (máy lọc không khí) khác với nhiệt độ của cùng một dòng không khí ở lối ra.Tuy nhiên, ở giai đoạn đầu của các thử nghiệm trên băng ghế dự bị, ống xoáy không được thử nghiệm về hiệu quả sưởi ấm, mà ngược lại, về hiệu quả làm mát của tia khí.

Công nghệ này trải qua một bước phát triển mới vào những năm 60 của thế kỷ XX, khi các nhà khoa học Liên Xô tìm ra cách cải tiến đường ống Rank bằng cách phóng một chất lỏng vào nó thay vì một tia khí.

Do càng cao, so với không khí, khối lượng riêng của môi trường lỏng, nhiệt độ của chất lỏng khi đi qua ống xoáy thay đổi mạnh hơn. Kết quả là thực nghiệm thấy rằng môi trường lỏng đi qua ống Ranque cải tiến, nóng lên nhanh chóng bất thường với hệ số chuyển đổi năng lượng là 100%!

Thật không may, vào thời điểm đó không có nhu cầu về các nguồn nhiệt năng rẻ tiền và công nghệ này cũng không có ứng dụng thực tế. Việc lắp đặt cavitation hoạt động đầu tiên được thiết kế để làm nóng môi trường lỏng chỉ xuất hiện vào giữa những năm 90 của thế kỷ XX.

Một loạt các cuộc khủng hoảng năng lượng và kết quả là mối quan tâm ngày càng tăng đối với các nguồn năng lượng thay thế đã dẫn đến việc tiếp tục làm việc trên các bộ chuyển đổi năng lượng hiệu quả của chuyển động của tia nước thành nhiệt. Do đó, ngày nay người ta có thể mua một bộ công suất cần thiết và sử dụng nó trong hầu hết các hệ thống sưởi.

Ưu điểm và nhược điểm

So với các máy phát nhiệt khác, thiết bị tạo cavitation khác nhau về một số ưu điểm và nhược điểm.

Những lợi thế của các thiết bị này bao gồm:

• Cơ chế hiệu quả hơn nhiều để thu được năng lượng nhiệt;
• Tiêu thụ ít tài nguyên hơn đáng kể so với máy phát điện sử dụng nhiên liệu;
• Nó có thể được sử dụng để sưởi ấm cho cả người tiêu dùng công suất thấp và lớn;
• Hoàn toàn thân thiện với môi trường - không thải chất độc hại ra môi trường trong quá trình hoạt động.

Những nhược điểm của máy tạo nhiệt cavitation bao gồm:

• Kích thước tương đối lớn - các mô hình điện và nhiên liệu nhỏ hơn nhiều, điều này rất quan trọng khi được lắp đặt trong phòng đã vận hành;
• Độ ồn cao do hoạt động của máy bơm nước và bản thân bộ phận tạo bọt, gây khó khăn cho việc lắp đặt máy trong khuôn viên hộ gia đình;
• Tỷ lệ công suất và hiệu suất không hiệu quả đối với các phòng có diện tích hình vuông nhỏ (lên đến 60m 2, sẽ có lợi hơn nếu sử dụng thiết bị chạy bằng khí đốt, nhiên liệu lỏng hoặc năng lượng điện tương đương có bộ phận sưởi). \

Nguyên tắc hoạt động

Cavitation cho phép không truyền nhiệt cho nước, nhưng lấy nhiệt từ nước chuyển động, đồng thời làm nóng nó đến nhiệt độ đáng kể.

Thiết bị làm việc của các mẫu máy phát nhiệt xoáy có bề ngoài không phức tạp. Chúng ta có thể thấy một động cơ khổng lồ, trong đó có một thiết bị "ốc" hình trụ được kết nối với nhau.

Snail là một phiên bản sửa đổi của đường ống Xếp hạng. Do hình dạng đặc trưng của nó, cường độ của quá trình xâm thực trong khoang của "ốc" cao hơn nhiều so với ống xoáy.

Trong khoang của "ốc" có một bộ kích hoạt đĩa - một đĩa có một lỗ thủng đặc biệt. Khi đĩa quay, môi trường lỏng trong "ốc" chuyển động, do đó các quá trình xâm thực xảy ra:

• Động cơ điện quay bộ kích hoạt đĩa
  ... Bộ kích hoạt đĩa là yếu tố quan trọng nhất trong thiết kế của bộ tạo nhiệt, và nó được kết nối với động cơ điện bằng trục thẳng hoặc bằng bộ truyền động dây đai. Khi thiết bị được bật ở chế độ hoạt động, động cơ sẽ truyền mô-men xoắn đến bộ kích hoạt;
• Chất hoạt hóa làm quay môi trường lỏng
  ... Bộ kích hoạt được thiết kế theo cách mà môi trường lỏng, đi vào khoang đĩa, xoáy và thu được động năng;
• Chuyển đổi cơ năng thành nhiệt năng
  ... Rời khỏi chất hoạt hóa, môi trường lỏng mất gia tốc và do phanh gấp, hiệu ứng xâm thực xảy ra. Kết quả là, động năng làm nóng môi chất lỏng lên đến + 95 ° С, và năng lượng cơ học trở thành nhiệt.

Thiết bị và nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của máy tạo nhiệt cavitation là tác dụng đốt nóng do biến đổi cơ năng thành nhiệt năng. Bây giờ chúng ta hãy xem xét kỹ hơn hiện tượng cavitation. Khi áp suất quá mức được tạo ra trong chất lỏng, các xoáy xuất hiện, do áp suất của chất lỏng lớn hơn áp suất của chất khí chứa trong nó, các phân tử khí được giải phóng thành các thể vùi riêng biệt - sự xẹp của bong bóng. Do sự chênh lệch áp suất, nước có xu hướng nén bong bóng khí, tích tụ một lượng lớn năng lượng trên bề mặt của nó, và nhiệt độ bên trong đạt khoảng 1000 - 1200 ° C.

Khi các lỗ hổng đi vào vùng có áp suất bình thường, các bong bóng bị phá hủy và năng lượng từ sự phá hủy của chúng được giải phóng vào không gian xung quanh. Do đó, năng lượng nhiệt được giải phóng, và chất lỏng được làm nóng từ dòng xoáy. Hoạt động của máy phát nhiệt dựa trên nguyên tắc này, sau đó xem xét nguyên tắc hoạt động của phiên bản đơn giản nhất của máy sưởi tạo cavitation.

Mô hình đơn giản nhất

Quả sung. 1: Nguyên lý hoạt động của bộ tạo nhiệt cavitation
Nhìn vào Hình 1, ở đây trình bày thiết bị của bộ tạo nhiệt cavitation đơn giản nhất, bao gồm bơm nước bằng máy bơm đến điểm thu hẹp đường ống. Khi dòng nước đến vòi phun, áp suất của chất lỏng tăng lên đáng kể và bắt đầu hình thành các bọt xâm thực. Tại lối ra từ vòi phun, các bong bóng giải phóng nhiệt năng, và áp suất sau khi đi qua vòi phun giảm đáng kể. Trong thực tế, nhiều vòi hoặc ống có thể được lắp đặt để tăng hiệu quả.

Bộ tạo nhiệt lý tưởng của Potapov

Bộ tạo nhiệt Potapov, có một đĩa quay (1) được lắp đặt đối diện với đĩa tĩnh (6), được coi là một lựa chọn lắp đặt lý tưởng. Nước lạnh được cung cấp từ đường ống nằm ở đáy (4) của khoang tạo bọt (3), và đầu ra đã được làm nóng từ điểm trên (5) của cùng một khoang. Ví dụ về một thiết bị như vậy được hiển thị trong Hình 2 dưới đây:

Quả sung. 2: Bộ tạo nhiệt cavitation của Potapov

Nhưng thiết bị đã không nhận được sự phân phối rộng rãi do thiếu lý do thực tế cho hoạt động của nó.

Phạm vi áp dụng

Tích hợp vào hệ thống sưởi của một ngôi nhà riêng

Để sử dụng một máy phát nhiệt trong hệ thống sưởi ấm, nó phải được đưa vào nó. Làm thế nào để làm điều đó một cách chính xác? Trong thực tế, không có gì khó khăn về nó.

Một máy bơm ly tâm (1 trong hình) được lắp đặt phía trước máy phát điện (được đánh dấu bằng số 2 trong hình), sẽ cung cấp nước với áp suất lên đến 6 atm. Một bình giãn nở (6 trong hình) và các van đóng ngắt được lắp sau máy phát điện.

Ưu điểm của việc sử dụng máy phát nhiệt cavitation

Các sơ đồ sản xuất máy phát nhiệt kiểu cavitation

Để tạo ra một thiết bị làm việc bằng tay của chính mình, chúng tôi sẽ xem xét các bản vẽ và sơ đồ của các thiết bị làm việc, tính hiệu quả của chúng đã được thiết lập và ghi lại trong các văn phòng sáng chế.

Tổng quan về giá

Tất nhiên, một máy phát nhiệt cavitation thực tế là một thiết bị không bình thường, nó là một máy phát điện gần như lý tưởng, rất khó để mua nó, giá quá cao. Chúng tôi đề xuất xem xét chi phí một thiết bị sưởi ấm ở các thành phố khác nhau của Nga và Ukraine:

Máy phát nhiệt xoáy Cavitation có hình vẽ đơn giản hơn, nhưng chúng có phần kém hơn về hiệu quả. Tại thời điểm này, có một số công ty dẫn đầu thị trường: máy phát nhiệt-bơm-sốc thủy lực quay "Radex", NPP "Công nghệ mới", máy sốc điện "Tornado" và máy sốc điện "Vektorplus", một thiết bị nhỏ cho một nhà riêng (LATR) TSGC2-3k (3 kVA) và Yurle-K của Belarus.

Ảnh - Máy phát nhiệt lốc xoáy

Việc bán được thực hiện tại các đại lý và cửa hàng đối tác ở Nga, Kyrgyzstan, Belarus và các nước SNG khác.

Để cung cấp hệ thống sưởi tiết kiệm cho khu dân cư, tiện ích hoặc cơ sở công nghiệp, chủ sở hữu sử dụng nhiều phương pháp và kế hoạch khác nhau để thu được năng lượng nhiệt. Để tự tay bạn lắp ráp một bộ tạo nhiệt hoạt động xâm thực, bạn cần phải hiểu các quy trình cho phép bạn tạo ra nhiệt.

Hãy tóm tắt

Bây giờ bạn đã biết thế nào là nguồn năng lượng thay thế phổ biến và được yêu cầu. Điều này có nghĩa là bạn sẽ dễ dàng quyết định xem thiết bị đó có phù hợp hay không. Tôi cũng khuyên bạn nên xem video trong bài viết này.

Hàng năm, giá máy sưởi tăng cao khiến chúng ta phải tìm những cách rẻ hơn để sưởi ấm không gian sống vào mùa lạnh. Điều này đặc biệt đúng đối với những ngôi nhà và căn hộ có một hình vuông lớn. Một trong những cách tiết kiệm là xoáy. Nó cũng có nhiều ưu điểm cho phép bạn tiết kiệm

về sáng tạo.Sự đơn giản của thiết kế sẽ không gây khó khăn cho việc thu thập, ngay cả từ những người mới bắt đầu. Tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét những ưu điểm của phương pháp sưởi ấm này, và cũng cố gắng vẽ ra một kế hoạch để lắp ráp một máy phát nhiệt bằng tay của chính chúng ta.

Máy phát nhiệt là một thiết bị đặc biệt, mục đích chính là tạo ra nhiệt bằng cách đốt cháy nhiên liệu nạp vào. Trong trường hợp này, nhiệt được tạo ra, được dùng để làm nóng chất làm mát, từ đó trực tiếp thực hiện chức năng sưởi ấm không gian sống.

Máy phát nhiệt đầu tiên xuất hiện trên thị trường vào năm 1856, nhờ phát minh của nhà vật lý người Anh Robert Bunsen, người, trong quá trình thực hiện một loạt thí nghiệm, nhận thấy rằng nhiệt sinh ra trong quá trình đốt cháy có thể được truyền theo bất kỳ hướng nào.

Kể từ đó, tất nhiên, máy phát điện đã được sửa đổi và có khả năng sưởi ấm nhiều diện tích hơn so với 250 năm trước.

Tiêu chí chính mà các máy phát điện khác nhau là nhiên liệu được sạc. Tùy thuộc vào điều này, họ phân biệt các loại sau

:

1. Máy phát nhiệt diesel - tạo ra nhiệt từ quá trình đốt cháy nhiên liệu diesel. Chúng có khả năng sưởi ấm tốt cho những khu vực rộng lớn, nhưng tốt hơn hết là không nên sử dụng chúng cho ngôi nhà do sự hiện diện của việc sản sinh ra các chất độc hại hình thành do quá trình đốt cháy nhiên liệu.
2. Máy tạo nhiệt bằng gas - hoạt động dựa trên nguyên lý cung cấp khí liên tục, đốt cháy trong một buồng đặc biệt cũng sinh nhiệt. Nó được coi là một lựa chọn rất kinh tế, nhưng việc lắp đặt cần có sự cho phép đặc biệt và tăng độ an toàn.
3. Máy phát điện sử dụng nhiên liệu rắn có thiết kế tương tự như bếp than thông thường, có buồng đốt, ngăn chứa muội than và bộ phận gia nhiệt. Chúng thuận tiện cho hoạt động ở những khu vực thoáng đãng, vì hoạt động của chúng không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.
4. - nguyên tắc hoạt động của chúng dựa trên quá trình chuyển đổi nhiệt, trong đó các bong bóng hình thành trong chất lỏng tạo ra dòng hỗn hợp các pha, làm tăng lượng nhiệt sinh ra.

Tự làm một bộ tạo nhiệt bằng tay là một quá trình khá phức tạp và tốn nhiều công sức. Theo quy định, thiết bị này là cần thiết để cung cấp hệ thống sưởi tiết kiệm trong nhà. Máy tạo nhiệt có 2 kiểu dáng: tĩnh và quay. Trong trường hợp đầu tiên, một vòi phun phải được sử dụng làm yếu tố chính. Trong máy phát điện quay, nên sử dụng động cơ điện để tạo lỗ hổng.

Thiết bị này là một máy bơm ly tâm hiện đại hóa, hay đúng hơn là vỏ của nó, sẽ hoạt động như một stator. Bạn không thể làm gì nếu không có buồng làm việc và các ống nhánh.

Bên trong thân của thiết kế thủy động lực học của chúng tôi, có một bánh đà làm cánh quạt. Có rất nhiều thiết kế quay cho máy phát nhiệt. Đơn giản nhất trong số này là thiết kế đĩa.

Số lượng lỗ cần thiết được đưa vào bề mặt hình trụ của đĩa rôto, phải có đường kính và độ sâu nhất định. Người ta thường gọi chúng là "tế bào Griggs". Cần lưu ý rằng kích thước và số lượng lỗ khoan sẽ khác nhau tùy thuộc vào cỡ đĩa rôto và tốc độ của trục động cơ.

Thân của một nguồn nhiệt như vậy thường được làm ở dạng hình trụ rỗng. Trên thực tế, nó là một đường ống thông thường với các mặt bích được hàn ở hai đầu. Khoảng cách giữa bên trong vỏ và bánh đà sẽ rất nhỏ (khoảng 1,5-2 mm).

Việc làm nóng nước trực tiếp sẽ xảy ra chính xác trong khoảng trống này. Sự nóng lên của chất lỏng thu được do ma sát của nó với bề mặt của rôto và vỏ cùng một lúc, trong khi đĩa bánh đà chuyển động với tốc độ gần như tối đa.

Quá trình tạo khoang (tạo bong bóng) xảy ra trong tế bào rôto có ảnh hưởng lớn đến sự gia nhiệt của chất lỏng.

Máy phát nhiệt quay là một máy bơm ly tâm hiện đại hóa, chính xác hơn là vỏ của nó, sẽ đóng vai trò như một stator

Theo quy định, đường kính đĩa trong loại máy phát nhiệt này là 300 mm, và tốc độ quay của thiết bị thủy lực là 3200 vòng / phút. Tốc độ sẽ thay đổi tùy thuộc vào kích thước của cánh quạt.

Phân tích thiết kế của cài đặt này, chúng tôi có thể kết luận rằng tuổi thọ hoạt động của nó là khá nhỏ. Do sự gia nhiệt liên tục và tác động mài mòn của nước, khe hở dần dần rộng ra.

Cần lưu ý rằng máy phát nhiệt quay tạo ra nhiều tiếng ồn trong quá trình hoạt động. Tuy nhiên, so với các thiết bị thủy lực khác (loại tĩnh), chúng hiệu quả hơn 30%.

Lượt xem

Nhiệm vụ chính của bộ tạo nhiệt cavitation là hình thành các thể khí, và chất lượng của hệ thống sưởi sẽ phụ thuộc vào số lượng và cường độ của chúng. Trong công nghiệp hiện đại, có một số loại máy phát nhiệt như vậy, chúng khác nhau về nguyên tắc tạo ra bong bóng trong chất lỏng. Phổ biến nhất là ba loại:

• Máy phát nhiệt quay
  - phần tử làm việc quay do truyền động điện và tạo ra các xoáy chất lỏng;
• Hình ống
  - thay đổi áp suất do hệ thống ống dẫn nước di chuyển qua đó;
• Siêu âm
  - sự không đồng nhất của chất lỏng trong các máy phát nhiệt như vậy được tạo ra do dao động âm thanh có tần số thấp.

Ngoài các loại trên còn có laser cavitation, nhưng phương pháp này vẫn chưa được thực hiện trong công nghiệp. Bây giờ chúng ta hãy xem xét từng loại chi tiết hơn.

Máy phát nhiệt quay

Nó bao gồm một động cơ điện, trục của nó được kết nối với một cơ cấu quay được thiết kế để tạo ra sự hỗn loạn trong chất lỏng. Một tính năng của thiết kế rôto là một stato kín, trong đó quá trình đốt nóng diễn ra. Bản thân stato có một khoang hình trụ bên trong - một khoang xoáy trong đó rôto quay. Rôto của máy phát nhiệt tạo khe hở là một hình trụ có một tập hợp các rãnh trên bề mặt; khi hình trụ quay bên trong stato, các rãnh này tạo ra sự không đồng nhất trong nước và gây ra các quá trình tạo khe hở.

Quả sung. 3: thiết kế của máy phát điện kiểu quay

Số lượng hốc và thông số hình học của chúng được xác định tùy thuộc vào kiểu máy. Để có các thông số gia nhiệt tối ưu, khoảng cách giữa rôto và stato là khoảng 1,5 mm. Thiết kế này không phải là thiết kế duy nhất thuộc loại này; trong lịch sử hiện đại hóa và cải tiến lâu đời, bộ phận làm việc của kiểu quay đã trải qua rất nhiều lần thay đổi.

Một trong những mô hình hiệu quả đầu tiên của đầu dò tạo lỗ hổng là máy phát Griggs, sử dụng rôto đĩa với các lỗ mù trên bề mặt. Một trong những kiểu tương tự hiện đại của máy phát nhiệt tạo lỗ thông hơi đĩa được thể hiện trong Hình 4 dưới đây:

Quả sung. 4: bộ tạo nhiệt đĩa

Mặc dù thiết kế đơn giản, nhưng các thiết bị kiểu quay khá khó sử dụng, vì chúng yêu cầu hiệu chuẩn chính xác, con dấu đáng tin cậy và tuân thủ các thông số hình học trong quá trình vận hành, điều này khiến chúng khó vận hành. Các máy tạo nhiệt do xâm thực như vậy có đặc điểm là tuổi thọ sử dụng khá thấp - 2 - 4 năm do sự xói mòn xâm thực của thân và các bộ phận. Ngoài ra, chúng tạo ra tải trọng tiếng ồn khá lớn trong quá trình hoạt động của phần tử quay. Ưu điểm của mô hình này bao gồm năng suất cao - cao hơn 25% so với máy sưởi cổ điển.

Hình ống

Bộ tạo nhiệt tĩnh không có phần tử quay. Quá trình làm nóng chúng xảy ra do sự chuyển động của nước qua các đường ống nhỏ dần theo chiều dài hoặc do lắp đặt vòi phun Laval.Việc cung cấp nước cho cơ quan làm việc được thực hiện bằng bơm thủy động, lực này tạo ra lực cơ học của chất lỏng trong không gian thu hẹp, khi đi vào khoang rộng hơn sẽ phát sinh các xoáy nước.

Không giống như mô hình trước đó, thiết bị sưởi ấm dạng ống không gây ra nhiều tiếng ồn và không bị hao mòn nhanh chóng. Trong quá trình lắp đặt và vận hành, không cần phải lo lắng về việc cân bằng chính xác, và nếu các bộ phận làm nóng bị phá hủy, việc thay thế và sửa chữa chúng sẽ rẻ hơn nhiều so với các mô hình quay. Nhược điểm của máy phát nhiệt dạng ống bao gồm hiệu suất thấp hơn đáng kể và kích thước cồng kềnh.

Siêu âm

Loại thiết bị này có một buồng cộng hưởng được điều chỉnh theo tần số dao động âm thanh cụ thể. Một tấm thạch anh được lắp đặt ở đầu vào của nó, tấm thạch anh này sẽ rung khi tín hiệu điện được áp dụng. Sự rung động của tấm tạo ra hiệu ứng gợn sóng bên trong chất lỏng, chạm tới thành của buồng cộng hưởng và bị phản xạ lại. Trong quá trình chuyển động trở lại, các sóng gặp nhau với các dao động về phía trước và tạo ra các hố thủy động lực học.

Quả sung. 5: nguyên lý làm việc của bộ tạo nhiệt siêu âm

Hơn nữa, các bong bóng được mang đi theo dòng nước dọc theo các đường ống dẫn vào hẹp của hệ thống lắp đặt nhiệt. Khi đi vào một khu vực rộng, các bong bóng xẹp xuống, giải phóng năng lượng nhiệt. Máy tạo lỗ siêu âm cũng có hiệu suất tốt vì chúng không có bộ phận quay.

Sản xuất máy phát nhiệt xoáy Potapov

Nhiều thiết bị khác đã được phát triển hoạt động trên các nguyên tắc hoàn toàn khác. Ví dụ, máy phát nhiệt xoáy của Potapov, được làm bằng tay. Chúng được gọi là tĩnh theo quy ước. Điều này là do thiết bị thủy lực không có bộ phận quay trong cấu trúc. Theo quy luật, máy phát nhiệt xoáy nhận nhiệt bằng cách sử dụng một máy bơm và một động cơ điện.

Bước quan trọng nhất trong quá trình tạo ra một nguồn nhiệt như vậy bằng tay của chính bạn sẽ là sự lựa chọn của động cơ. Nó nên được chọn tùy thuộc vào điện áp. Có rất nhiều bản vẽ và sơ đồ của máy phát nhiệt xoáy tự làm, trong đó trình bày các phương pháp kết nối động cơ điện có điện áp 380 volt với mạng 220 volt.

Lắp ráp khung và lắp đặt động cơ

Việc tự lắp đặt nguồn nhiệt Potapov bắt đầu bằng việc lắp động cơ điện. Gắn nó vào giường trước. Sau đó dùng máy mài góc để làm các góc. Cắt chúng từ một hình vuông phù hợp. Sau khi tạo 2-3 hình vuông, gắn chặt chúng vào xà ngang. Sau đó, sử dụng máy hàn để lắp ráp cấu trúc hình chữ nhật.

Nếu bạn không có máy hàn trong tay, bạn không cần phải cắt hình vuông. Chỉ cần cắt bỏ các hình tam giác ở những vị trí của nếp gấp đã định. Sau đó uốn cong các hình vuông bằng cách sử dụng vise. Sử dụng bu lông, đinh tán và đai ốc để cố định.

Sau khi lắp ráp, bạn có thể sơn khung và khoan lỗ trên khung để lắp động cơ.

Lắp đặt máy bơm

Yếu tố quan trọng tiếp theo của quá trình xây dựng thủy điện xoáy của chúng tôi sẽ là máy bơm. Ngày nay, tại các cửa hàng chuyên dụng, bạn có thể dễ dàng mua một bộ nguồn bất kỳ. Khi chọn nó, hãy chú ý đến 2 điều:

1. Nó phải được ly tâm.
2. Chọn một thiết bị sẽ hoạt động tối ưu với động cơ điện của bạn.

Sau khi bạn đã mua máy bơm, hãy gắn nó vào khung. Nếu không có đủ xà ngang, hãy thực hiện thêm 2-3 góc. Ngoài ra, nó sẽ là cần thiết để tìm một khớp nối. Nó có thể được bật trên máy tiện hoặc mua từ bất kỳ cửa hàng phần cứng nào.

Máy tạo nhiệt tạo nhiệt tạo khoang xoáy Potapov trên gỗ, được làm bằng tay, bao gồm một phần thân, được làm dưới dạng một hình trụ.Điều đáng chú ý là thông qua các lỗ và đầu phun phải có mặt ở các đầu của nó, nếu không bạn sẽ không thể gắn kết cấu thủy lực vào hệ thống sưởi một cách chính xác.

Chèn máy bay phản lực ngay sau đầu vào. Anh ta được chọn riêng lẻ. Tuy nhiên, hãy nhớ rằng lỗ của nó phải nhỏ hơn 8 - 10 lần đường kính ống. Nếu lỗ quá nhỏ, máy bơm sẽ quá nóng và không thể lưu thông nước đúng cách.

Ngoài ra, do quá trình hóa hơi, bộ tạo nhiệt tạo lỗ hổng xoáy của Potapov trên gỗ sẽ rất dễ bị mài mòn do thủy lực.

Làm thế nào để tạo ra một đường ống

Quá trình làm cho yếu tố này của nguồn nhiệt Potapov trên gỗ sẽ diễn ra trong một số giai đoạn:

1. Đầu tiên, dùng máy mài để cắt một đoạn ống có đường kính 100 mm. Chiều dài của phôi ít nhất phải từ 600-650 mm.
2. Sau đó tạo một rãnh bên ngoài trong phôi và cắt ren.
3. Sau đó làm hai vòng dài 60 mm. cỡ của các vòng phải tương ứng với đường kính của ống.
4. Sau đó cắt các sợi chỉ cho các nửa vòng.
5. Công đoạn tiếp theo là sản xuất nắp đậy. Chúng phải được hàn từ mặt của các vòng ở nơi không có ren.
6. Tiếp theo, khoan một lỗ chính giữa trên các tấm bìa.
7. Sau đó sử dụng một mũi khoan lớn để vát mép trong của tấm bìa.

Sau khi thực hiện xong các thao tác, máy phát nhiệt tạo nhiệt bằng củi đốt phải được kết nối với hệ thống. Đưa một ống nhánh có vòi phun vào lỗ bơm nơi cấp nước. Kết nối ống nối khác với hệ thống sưởi. Kết nối đầu ra từ hệ thống thủy lực với máy bơm.

Nếu bạn muốn điều chỉnh nhiệt độ của chất lỏng, hãy lắp một cơ cấu bi ngay phía sau vòi phun.

Với sự trợ giúp của nó, bộ tạo nhiệt Potapov trên gỗ sẽ chạy nước xuyên suốt thiết bị lâu hơn nữa.

Có thể tăng hiệu suất của nguồn nhiệt Potapov không

Trong thiết bị này, cũng như trong bất kỳ hệ thống thủy lực nào, sự mất nhiệt xảy ra. Do đó, nên bao quanh máy bơm bằng áo nước. Để làm điều này, hãy làm một nhà ở cách nhiệt. Làm cho thước đo bên ngoài của một thiết bị bảo vệ lớn hơn đường kính của máy bơm của bạn.

Một ống 120 mm làm sẵn có thể được sử dụng làm trống để cách nhiệt. Nếu bạn không có cơ hội như vậy, bạn có thể tạo một song song bằng tay của chính mình bằng cách sử dụng thép tấm. Kích thước của hình phải sao cho toàn bộ cấu trúc của máy phát điện có thể dễ dàng lắp vào nó.

Phôi gia công chỉ được làm bằng vật liệu chất lượng để có thể chịu được áp suất cao trong hệ thống mà không gặp sự cố.

Để giảm hơn nữa sự mất nhiệt xung quanh vỏ, hãy làm lớp cách nhiệt, sau này có thể được bọc bằng vỏ kim loại tấm.

Bất kỳ vật liệu nào có thể chịu được nhiệt độ sôi của nước đều có thể được sử dụng làm chất cách điện.

Việc sản xuất chất cách nhiệt sẽ diễn ra theo nhiều giai đoạn:

1. Đầu tiên, hãy lắp ráp thiết bị, thiết bị này sẽ bao gồm một máy bơm, một ống nối, một bộ tạo nhiệt.
2. Sau đó, chọn kích thước tối ưu của thiết bị cách nhiệt và tìm một đường ống có kích thước phù hợp.
3. Sau đó, thực hiện các tấm bìa ở cả hai mặt.
4. Sau đó, buộc chặt các cơ cấu bên trong của hệ thống thủy lực.
5. Cuối cùng, tạo một đầu vào và cố định (hàn hoặc vặn) một đường ống vào đó.

Sau khi thực hiện xong các thao tác, hàn mặt bích vào đầu ống thủy lực. Nếu bạn gặp khó khăn với việc gắn các cơ chế bên trong, bạn có thể làm khung.

Đảm bảo kiểm tra độ kín của các cụm máy phát nhiệt và hệ thống thủy lực của bạn xem có rò rỉ không. Cuối cùng, hãy nhớ điều chỉnh nhiệt độ bằng một quả bóng.

chông Đông

Trước hết, làm một vỏ bọc cách nhiệt. Để làm điều này, hãy lấy một tấm mạ kẽm hoặc một tấm nhôm mỏng. Cắt hai hình chữ nhật. Hãy nhớ rằng cần phải uốn tấm trên trục gá có đường kính lớn hơn.Bạn cũng có thể uốn cong vật liệu trên xà ngang.

Đầu tiên, đặt tờ giấy bạn đã cắt ra và dùng một miếng gỗ đè lên trên. Mặt khác, ấn vào tờ giấy để tạo ra một đường uốn cong nhẹ dọc theo toàn bộ chiều dài. Sau đó, di chuyển phôi của bạn một chút sang một bên và tiếp tục uốn nó cho đến khi bạn có một hình trụ rỗng.

Sau đó làm nắp cho vỏ máy. Nên bọc toàn bộ kết cấu cách nhiệt bằng vật liệu chịu nhiệt đặc biệt (bông thủy tinh, v.v.), sau đó phải được cố định bằng dây.

Dụng cụ và thiết bị