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Wärmequellen auf der Basis von Pumpenaggregaten

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Wärmequellen auf der Basis von Pumpenaggregaten

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Die mechanische Wirkung auf die Flüssigkeit führt zu ihrer Erwärmung, fanden D. Joule und R. Meyer. Und anderthalb Jahrhunderte später wurden Erfindungen zu diesem Thema geschaffen [1]. Es wurde festgestellt, dass die innere Energie der Flüssigkeit (im Kavitationsmodus) auch in Wärme umgewandelt werden kann und die Wassertemperatur möglicherweise nicht der verbrauchten mechanischen Energie entspricht , http://www.jurle.com/. Ein Wirbeleffekt wird verwendet, um den Kavitationsmodus anzuregen. Die Meisterschaft in der Schaffung eines Wirbel-Fluid-Heizers (Aufenthaltsgenehmigung) gehört dem Professor des Kuibyshev Aviation Institute, AP Merkulov (1960). Energieressourcen in diesen Jahren haben nicht besonders gezählt, deshalb hat die Entdeckung lange keine Entwicklung bekommen.

Derzeit wird in Russland eine Aufenthaltsgenehmigung von einer Reihe von Unternehmen (Moskau, St. Petersburg, Tula, etc.) erstellt. Die Verwendung einer Aufenthaltserlaubnis ist vorteilhaft beim Bau von elektrifizierten Anlagen, bei der Verlegung von Gasleitungen und bei Rohrleitungssystemen, für die es unmöglich oder nicht wirtschaftlich ist. Die Effizienz der Vorrichtung kann ziemlich hoch sein, da die "Verluste" in der Pumpe vollständig zur Erwärmung des erwärmten Systems führen. Mit Hilfe einer Aufenthaltserlaubnis ist es möglich, jegliche Flüssigkeiten zu erhitzen, während die Heizelemente entflammbar und maßstabsgetreu sind.

Es gibt zwei Arten von Aufenthaltsgenehmigungen. Statische Geräte enthalten keine beweglichen Teile und zeichnen sich durch geringe Kosten, hohe Zuverlässigkeit im Betrieb aus; einen Drallkörper, eine Kammer mit einem Auslass und eine Bremsvorrichtung enthalten; Die Wirksamkeit von statischen Aufenthaltsgenehmigungen ist gering, sie sind nicht wirtschaftlich. Der dynamische Typ umfasst eine Aufenthaltsgenehmigung, in der Rotoren kinematisch mit einer Drehmomentquelle verbunden sind. Dynamische Aufenthaltserlaubnis bieten eine deutlich höhere Effizienz als statische, haben aber ihre Nachteile. Weitere Details zu beiden Typen werden im Folgenden beschrieben.

Die Art des Aufenthaltstitels des Autors (Hydropuls, Turbinentyp) ist eine neue Art von Heizung (gemischt), die die Vorteile der statischen und dynamischen Aufenthaltsgenehmigung kombiniert. Der Arbeitsablauf einer Aufenthaltserlaubnis wird auf der Grundlage der Theorie der Strukturierung einer Flüssigkeit beschrieben, die vom Kiewer Professor IMFedotkin entwickelt wurde.

Nach dieser Theorie sind die Werte der relativen statischen Dielektrizitätskonstante , Wärmekapazität C, können andere Indikatoren für strukturiertes Wasser deutlich von Referenzwerten abweichen (für normales Wasser angenommen). Der Grund für diese Unterschiede sind Kavitationsphänomene. Entwickelte Kavitation im Arbeitskörper (in jedem Kubikmilliliter Flüssigkeit sind bis zu 10 Kavitationshohlräume mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 10 Mikron enthalten). Die spezifische Wärme von strukturiertem Wasser C in kann sich den Parametern der festen Phase annähern. Seit die spezifische Wärme von Wasser ist 2 mal die spezifische Wärme von Eis, die Änderung der Wärmekapazität von Wasser während des Übergangs von dem flüssigen Zustand L 1 zu dem strukturierten eisähnlichen Zustand L 2 ist begleitet von übermäßiger Wärmefreisetzung Q Umarmungen :


Die Wärmemenge, die während der Arbeit der Aufenthaltserlaubnis freigegeben wird, ist die Summe von zwei Bestandteilen:

wo Q- Hütten durch die exotherme Umwandlung von Wasser verursacht werden (die Wärme des Übergangs ), und erhalten durch Umwandlung von Strom U in seine äquivalente Wärme.

Q Hütten hängt von der Intensität der Kavitation, dem Grad der Differenz zwischen den molaren Wärmekapazitäten von Wasser im freien und strukturierten Zustand und der Anfangstemperatur des Wassers ab:

wobei: C 1 und C 2 spezifische Wärmekapazitäten bei konstantem Druck von freiem Wasser L 1 bzw. Kavitationswasser L 2 sind.

C B2 kann als C B2 = k 2 C 1 dargestellt werden, wobei:

  • - eine Konstante, die den Grad der Differenz zwischen der Wärmekapazität C B2 von strukturiertem Wasser (Phase L 2 ) und der Wärmekapazität von Eis C 1 charakterisiert;
  • k 1 - durch Kavitation verursachter Wasserstrukturierungskoeffizient (Massenanteil der partiell geordneten Phase B 2 in aktiviertem Wasser), ;
  • m ist die Masse von strukturiertem Wasser;
  • T 1 und T schmelzen - die Temperatur des in die Aufenthaltsgenehmigung eintretenden Wassers bzw. der Schmelzpunkt von Eis;
  • m = 18,015 ist die Molmasse von Wasser.

Bei vollständiger Strukturierung wo k ist eine Konstante .

Somit gibt es in einer Aufenthaltsgenehmigung eine signifikante zusätzliche Wärmefreisetzung Q q.

In einem geschlossenen Betriebsschema (VLH 1, Pumpe 2 und Wärmetauscher 3 sind in Reihe geschaltet, Fig. 1) erfolgt Wärmeabgabe Q huts, ohne den Energiegehalt des Kreislaufs zu verändern.

Wärmequellen auf der Basis von Pumpenaggregaten

Bild 1

Contour Wärmeabgabe im Laufe der Zeit bestimmt durch die Temperaturdifferenz am Wärmetauscher und Wasserverbrauch G:

,

wobei k der Proportionalitätskoeffizient ist.

Die Wirksamkeit der Aufenthaltserlaubnis:

,

U ist der Strom, den die Pumpe im Laufe der Zeit verbraucht und immer weil .

Die Wirksamkeit einer Aufenthaltserlaubnis wird unter Verwendung eines Kalorimeters 4 bestimmt (in Fig. 1 ist dies in gepunkteten Linien gezeigt). Durch Änderung der Temperatur T der Probenflüssigkeit im Tank während kann die Wärmemenge bestimmen während dieser Zeit durch den Wärmeaustauscher der Probenflüssigkeit gegeben und die Wirksamkeit der Aufenthaltsgenehmigung durch die Formel (5) zuverlässig schätzen. Die freigesetzte und dann absorbierte Wärme kann die Leistung des Generators zunächst nicht so verändern, dass sein Wirkungsgrad eins übersteigt .

Aber die Situation ist völlig anders mit dem offenen Schema der Arbeit der Aufenthaltsgenehmigung (von der "Donor Highway" - fließende Wasserleitung), Fig.2. Wenn Sie den Spender an die Spenderlinie zurückschicken und Frischwasser an die Aufenthaltsgenehmigung spenden (mit ungenutzter interner Energie für die Wärmeerzeugung), wird die Effizienz des Heizsystems deutlich eins überschreiten! Das Gesetz der Energieerhaltung wird nicht verletzt, der Prozess folgt einem umgekehrten thermodynamischen Zyklus [44], [45]. Dieser Modus wird nicht nur durch die Aufenthaltserlaubnis, sondern auch durch die Methode der Wärmeentnahme von einer externen Niedrigtemperaturquelle - das Wasserversorgungssystem, mit den Kosten der mechanischen Arbeit zur Verfügung gestellt.

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Abb.2

Unter Berücksichtigung der genannten Tendenzen hat der Autor eine grundlegend neue Aufenthaltsbewilligung mit einer vom aktuellen Arbeitsmedium angetriebenen Rotationsaktivator-Turbine entwickelt (Patentanmeldung RU2005136836), Fig.3.

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Bild.3

Die Wirbelkammern in der Vorrichtung eines neuen Typs befinden sich an der Peripherie des ersten Rotors, der die aktive Turbine ist. Der zweite Rotor ist in Form einer Strahlturbine ausgeführt. Die Rotoren drehen sich in die entgegengesetzte Richtung, während hydraulische Stöße zyklisch erzeugt werden (durch Überlappen der Abschnitte der Wirbelkammern mit dem zweiten Rotor). Hydroshock-Wellen werden in die hinteren Zonen von offenen Kammern umgeleitet. Es sind auch Mittel zur Selbstregulierung des Energieaustauschs zwischen den Rotoren und dem Arbeitsmedium vorgesehen. All dies liefert eine große Amplitude und ein breites Frequenzspektrum von Schwingungen, aber auch eine hohe Kavitationseffizienz bei geringem hydraulischem Widerstand . Die Konstruktion der Vorrichtung gemäß Fig. 3 sorgt für den allgemeinen Mangel an Analoga - das Vorhandensein von Wellen mit Rotoren, die an ihnen befestigt sind (siehe unten). Optimal in Bezug auf "Kosteneffizienz" bedeutet erhöhte Effizienz und erweiterte die Funktionalität des Geräts (insbesondere zur Steigerung der Effizienz von Dampfkesseln).

Um die grundsätzlichen Unterschiede der neuen Aufenthaltserlaubnis dem Leser klar zu machen, betrachten Sie die Merkmale bekannter Arten von Raumfahrzeugen.

In statischen Raumfahrzeugen gibt es keine beweglichen Strukturelemente [2] - [19], [21] - [26], und eine Bremsvorrichtung mit hohem hydraulischem Widerstand ist erforderlich (zum Beispiel [11] und 18]). Hydrodynamische Generatoren von Wellen in einer Flüssigkeit sind ebenfalls bekannt [27]. Kaskadenschaltungen solcher Generatoren sind bekannt - seriell und parallel [28]. Diese Geräte heizen das Arbeitsmedium nicht auf und können daher die Effizienz von Dampfkesseln nicht erhöhen.

Dynamische Satelliten haben einen Rotor (perforierte [20], [25], [31], [33] - [40] oder Scapular [32]) Aktivatoren, die starr an den Antriebswellen befestigt sind , und feste Arbeitskammern, die durch die Körperhöhle gebildet werden und Steckdosen. Das große Trägheitsmoment der Rotoren, die kinematisch mit der Welle des antreibenden Elektromotors verbunden sind, ist ein üblicher Mangel aller bekannten dynamischen Aufenthaltsgenehmigungen. Dieser Nachteil ist in der Aufenthaltsgenehmigung und "TS" (Tula), Abb. 4 inhärent. TS-Fahrzeuge benötigen einen energieintensiven Rotorwellenantrieb, eine aufwendige dynamische Auswuchtung eines massiven Rotors, den Einsatz von ferngelagerten Lagerträgern mit Radialdichtungen. "TS" erfordert den Einsatz von Sanftanlaufgeräten und ist nicht geeignet, den Wirkungsgrad von Dampfkesseln zu verbessern, wenn mit herkömmlichen Kesselspeisepumpen ohne zusätzlichen elektrischen Antrieb gearbeitet wird .

Wärmequellen auf der Basis von Pumpenaggregaten

Pic.4

Der Autor hat dokumentarische Beweise von Unternehmern von Rostov über niedrige Verbraucherqualitäten und Zuverlässigkeit des TS, der durch die oben erwähnten organischen Eigenschaften der Struktur verursacht wird.

Unter den Analogen dieser Art sind bekannte Mittel zum Erzeugen von Eigenschwingungen in der Arbeitskammer [20], [41] ähnlich dem beanspruchten Geräteziel. Zum Beispiel wird bei der "hydraulischen Bohrhammerpumpe - Wärmeerzeuger" [42] die Kavitationszone mit dem Pumpenlaufrad kombiniert, was den Wirkungsgrad der letzteren [29] und den Wirkungsgrad der gesamten Heizungsanlage verringert. Dies ist dem Rest ähnlicher Raumfahrzeuge inhärent [32], [35], [38], [39].

Die Erwärmung des Arbeitsfluids während des autonomen Betriebs des oben diskutierten Raumfahrzeugs beginnt mit einer Anfangstemperatur (Netzwerktemperatur), die üblicherweise 20 Grad Celsius nicht übersteigt. Dies verursacht hohe Energiekosten und erhöht die Amortisationszeit des Raumfahrzeugs.

Anwendung der Erfindung zusammen mit Kochern

In modernen Kesseln wird das Arbeitsfluid durch die Förderpumpe durch einen Economizer in die Verdampfungszone gepumpt. Es nutzt nicht die erste Gelegenheit, die der Autor gefunden hat, um die Temperatur des Arbeitsfluids durch die direkte Wirkung einer regulären Speisepumpe zu erhöhen . Gemäß der Erfindung wird in dem Dampfkessel das Arbeitsfluid mit einer Förderpumpe durch einen Economizer gepumpt, wo die Wärme der Verbrennungsprodukte das Arbeitsfluid auf eine Temperatur von nicht weniger als 336 k erhitzt. Vom Economizer wird das Arbeitsfluid in die Zone der Kavitation und Wellenbewegung geleitet, die vom Generator erzeugt wird . Die Zeit der Kompression der Kavitationsblase ist sehr gering, der Prozess ihres Zusammenbruchs erfolgt adiabatisch. Innerhalb der Blasen kann der Druck auf einen Wert von 10 8 Pa ansteigen und die Temperatur kann auf 10 4 ° C steigen [43] . Die innere Energie der Arbeitsflüssigkeit wird freigesetzt, wodurch diese plötzlich kocht [10]. Das Kollabieren von Kavitationshohlräumen führt zur Erzeugung von Ultraschallschwingungen. Dies verursacht eine sekundäre Kavitation ( ein Lawinenprozess mit positiver Rückkopplung ). Gleichzeitig ist der Energieverbrauch der Förderpumpe zur Erzeugung von Kavitation und Wellen ungleich geringer als die freiwerdende innere Energie des Arbeitsmediums (in Form von Wärme). Das Aufheizen des Kesselspeisewassers mit Abgasen im Economizer auf eine Temperatur von nicht weniger als 336 K, seine anschließende Richtung zum Generator und von dort zur externen Wärmeversorgungszone führt zu einem Gesamteffekt - Erhöhung des Kesselwirkungsgrades bei einem unvergleichlich geringen Energieaufwand der Speisepumpe zum Durchdrücken von Wasser Generator

Es muss auch der Zweckmäßigkeit der Verwendung der Erfindung Beachtung geschenkt werden, um die Toxizität der Verbrennung von Schwerölfraktionen zu verstärken und zu reduzieren (durch Kavitationswellenbehandlung des Dampf-Öl-Gemischs, bevor es den Brennern oder der Brennkammer zugeführt wird).

Das Schema des Betriebs der Vorrichtung in dieser Qualität ist in der Abb. 5 gezeigt, wo die Positionen angeben: 20 - hydrodynamischer Generator, 21 - Pumpe, 22 - Düse, 23 - Brennkammer mit Kühlmantel 24, 25 - Wärmetauscher, 26 - Speisebehälter, 27 - Ejektor , 28 - Zweikanalregler, 29 - Gasbrenner.

Fig. 5. Verwendung der Erfindung zur Intensivierung und Verringerung der Toxizität der Verbrennung.

Quellen von Informationen

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2. RU-Patent auf Antrag Nr. 200110 5711/06, 2001
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6. Wärmeerzeuger und Vorrichtung zum Erhitzen der Flüssigkeit. Patent RU 2132517 .
7. Thermogenese Installation. Patent RU 2190162 .
8. Hydrodynamische Heizung. Antrag RU 2004 105 629, 2004
9. Vorrichtung zum Erhitzen einer Flüssigkeit. Patent RU 2171435 .
10. E.F. Furmakow. Wärmeabgabe bei Änderung des Phasengleichgewichts in einem Wasserstrom. Am Samstag "Grundlegende Probleme der Naturwissenschaften", Band I, RAS, St. Petersburg, 1999
11. Wärmeerzeuger und eine Vorrichtung zum Erhitzen einer Flüssigkeit. Anwendung RU 96124293106.
12. Thermogenerator. Patent RU 2177591 .
13. US-Patent Nr. 4333796, 1982
14. Vortex-Heizsystem. Patent RU 2089795 .
15. Installation zum Erhitzen der Flüssigkeit und Wärmequelle. Patent RU 2135903 .
16. Wärmeerzeuger. Anwendung EN 98105105/06, 1999
17. Die Methode der Erwärmung der Flüssigkeit. Patent RU 2262046 .
18. Vorrichtung zum Erhitzen einer Flüssigkeit. Patent RU 2162571 .
19. Wärmegenerator Jet Aktion "Thor". Patent RU 2096694 .
20. Kavitation - rotierender Wärmegenerator. Patent RU 2258875 .
21. Kavitativer Wärmeerzeuger. Patent RU 2131094.
22. Die Methode der Wärmefreisetzung in einer Flüssigkeit und eine Vorrichtung zu ihrer Durchführung. Patent RU 2177121 .
23. Hydrodynamischer Kavitationsapparat. Anwendung EN 98114517/06, 2000
24. Cavitator hydrodynamischer Typ. Patent RU 2207450
25. Cavitator zur Wärmeabfuhr in Flüssigkeit. Antrag RU 97118384/06, 1999
26. Die Methode der Wärmegewinnung. Patent RU 2165054 .
27. Ganiev, R.F. et al., Wellen-Technologie im Maschinenbau. - "Probleme des Maschinenbaus und der Zuverlässigkeit der Maschinen", 1996, №1, p.80-86.
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38. Kreiselpumpe - Wärmeerzeuger. Patent RU 2159901 .
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45. D. Rey, D. Makmayka. Wärmepumpen. - M .: Energoatomisdat, 1982.

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Autor: Sergey Geller,
Rostow am Don
Tel. + 7 (863) 270 13 49
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Veröffentlichungsdatum 10.12.2006