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invention
Fédération de Russie Patent RU2131094

CAVITATION CHALEUR GÉNÉRATEUR

Nom de l'inventeur: Pishchenko Drozdov (UA); Merenkov Yury Alexandrovich (UA)
Le nom du titulaire du brevet: Pishchenko Drozdov (UA); Merenkov Yury Alexandrovich (UA)
Adresse pour la correspondance: 107076, Moscou, Stromynka St., 19, bâtiment 1, kv.24, Kazantsev Vladimir Sergueïevitch
Date de début du brevet: 14.04.1997

L'invention se rapporte à la chaleur et à l' ingénierie peut être utilisée dans tous les secteurs de l'économie de produire des quantités importantes d'énergie thermique, en particulier pour le chauffage (directement dans les canalisations) de liquides visqueux tels que l' huile pour réduire la viscosité et améliorer la rhéologie.

zone privilégiée de l' utilisation de l'invention - le chauffage des installations civiles et l' approvisionnement en énergie de la capacité thermique des industries technologiques.

Le résultat technique est que l'intensification du processus de chauffage de fluide et à améliorer l'efficacité du fonctionnement du générateur de chaleur est obtenue en faisant le fluide d'accélérateur dans une chambre d'écoulement d'un liquide traité à la sortie d' entrée de la buse, confuser et la buse à l' intérieur des lames de supercavitation montées de la chambre d'écoulement fixées au moyeu à dans lequel lesdites lames sur la surface extérieure recouverte par un cylindre coaxial, sur la surface extérieure de laquelle se trouve un autre groupe de supercavitating aubes avec un sens opposé de l'écoulement de torsion, avec le groupe interne de lames supercavitating montées sur le moyeu et le dispositif de freinage est conçu comme une unité de flux de disjoncteur situé derrière l'élément d'actionnement , le tuyau de sortie en aval reliée à l'accumulateur de chaleur, dont la sortie est reliée à la pompe à chaleur et les utilisateurs du réseau, dont la sortie est reliée par un tuyau à l'alimentation du boîtier.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention se rapporte à la chaleur d' ingénierie et peut être utilisé dans tous les secteurs de l'économie, ce qui est nécessaire pour obtenir une quantité importante d'énergie thermique, en particulier, l'invention peut être utilisée pour le chauffage (directement dans les canalisations) de liquides visqueux tels que l' huile pour réduire la viscosité et améliorer ses propriétés rhéologiques. zone privilégiée de l' utilisation de l'invention - le chauffage et l'approvisionnement en énergie de la capacité thermique des industries technologiques.

La conception de l'art antérieur des générateurs de chaleur à haute puissance utilisée, par exemple, sous la forme de fourniture centralisée de la capacité thermique de la technologie industrielle et des bâtiments civils et des structures.

Actuellement, les générateurs de chaleur sont de plus en plus utilisés pompes à chaleur (avec m., Par exemple, ac URSS N 458691 1972 G. [1] et le brevet possiysky N 2045715 1993 G. [2]). Lors du fonctionnement des dispositifs portés inversion de cycle, i.e. l'absorption de chaleur a lieu dans l'environnement avec un transfert ultérieur de son corps avec une température plus élevée. Structurellement, la pompe à chaleur comprend une boucle fermée pour le fluide de travail, comportant un dispositif assurant la circulation du fluide de travail, des échangeurs de chaleur, un appareil, circule dans les circuits de basse température du fluide de transfert de chaleur de l'environnement et de refroidissement à haute température, le moteur d'entraînement et de commande et de surveillance. La chaleur enlevé de l'environnement, améliore l'efficacité globale des installations d'ingénierie de chaleur, a résumé la chaleur reçue de la conversion de l' électricité. L'utilisation de pompes à chaleur pour chauffer une direction prometteuse dans l'ingénieur de chauffage. Cependant, l'efficacité de ces installations est relativement faible, de sorte qu'ils ne sont pas largement utilisées.

Les dispositifs connus de pompes à chaleur qui utilisent le changement de paramètres physiques et mécaniques de l'environnement, en particulier la pression et le volume pour produire de l' énergie thermique (voir., Par exemple, ac à l'URSS N 458691, 1972 [1] et le brevet possiysky N 2045715, 1993 [ 2]).

Dans l'art antérieur comme moyen peut être utilisé, par exemple, un mélange de vapeur ou de liquide. Dans ces dispositifs, en changeant la chaleur sous pression et la vitesse du fluide généré, en réduisant ainsi le coût de l'électricité pour générer de la chaleur.

Pompe à chaleur [1], remplissant la fonction du générateur de chaleur, le fluide de travail qui est un liquide - de l' eau, comprenant un boîtier sous la forme d'un récipient sphérique scellé est rempli avec le fluide de travail avec disposé à l' intérieur d' une pompe de réseau d'échangeurs de chaleur permettant une compression du fluide dans le boîtier, une alimentation et de retour de chauffage conduit équipé vannes d'arrêt, et la consommation de chaleur.

Le principal inconvénient de cette pompe à chaleur - une pression de fonctionnement très élevée développée dans le corps, qui est jusqu'à 1000 atmosphères. Ces paramètres de fonctionnement du lieu d'installation des exigences élevées sur la force des parties du corps, les vannes d'arrêt et de la tuyauterie, ce qui entraîne une augmentation des coûts d'installation.

En outre, l'utilisation des installations pour le chauffage domestique est dangereuse en raison de la pression de fonctionnement élevée.

Les inventeurs ont choisi de prototype générateur thermique [2], comprenant un accélérateur d'écoulement de fluide de la partie de corps cylindrique réalisé sous la forme d' un cyclone, qui est relié à la face d'extrémité de la partie cylindrique du boîtier. A la base de la partie cylindrique opposée à cyclone, le dispositif de freinage est monté.

Étant donné que le carter du générateur de chaleur dans la partie inférieure du cyclone est équipé, le fluide hydraulique sous pression, agissant tangentiellement, il passe à travers la spirale, et se déplace dans un écoulement de vortex qui augmente la vitesse; En outre, il pénètre dans la partie de corps cylindrique, dont le diamètre est plusieurs fois le diamètre du trou d'injection, puis le dispositif de freinage. Cette conception réduit la vitesse d'exécution du boîtier, et le fluide sous pression, donc en conformité avec les lois connues de la thermodynamique, les changements d'énergie mécanique des fluides visant à augmenter sa température.

Le fluide efficacité de chauffage augmentation contribue dispositif de freinage supplémentaire installé dans la conduite de dérivation. La chute de pression à la sortie du dispositif de freinage dans le logement supérieur par l'intermédiaire de la sortie du boîtier rapport d'ouverture du tuyau de trop-plein et assure la prévalence chaud sur l'écoulement de fluide froid.

Dans le dispositif connu [2] utilise les changements dans les paramètres physiques et mécaniques de l'environnement, en particulier la pression et le volume à produire de l' énergie thermique.

L'essence du fonctionnement du générateur de chaleur du prototype est d'accélérer l'écoulement dans l'activation du cyclone et par étapes résultant de l' énergie cinétique sur les dispositifs de freinage de différents modèles. Cependant, l'efficacité à chaque étape de l'énergie cinétique de l' activation - est faible, il en résulte que le rendement total ne peut pas être élevé.

Le problème technique résolu par l'invention est d'augmenter l'efficacité en intensifiant processus de chauffage de fluide et de la consommation d'énergie réduite.

La solution de ce problème est fournie par le fait que le générateur de chaleur par cavitation comprenant un boîtier, équipé d'un accélérateur de déplacement de fluide et un dispositif de freinage selon l'invention, le mouvement du fluide d'accélérateur se trouve dans une chambre d'écoulement avec un orifice d'entrée de la buse, confuser et des buses de décharge du liquide traité dans la chambre d'écoulement avec un élément de travail une lame de supercavitating montées sur un moyeu sur la surface extérieure recouverte par un cylindre coaxial, et la surface extérieure du cylindre sont disposés lame supercavitating, le sens de torsion de l'écoulement qui est opposée à l'écoulement de torsion des lames de supercavitating interne fixée au moyeu, dans lequel le dispositif de freinage est conçu comme un hachoir l'écoulement de l'élément d'actionnement disposé en aval du tube de sortie relié à l'accumulateur de chaleur, dont la sortie est reliée au réseau de la pompe à chaleur et la consommation commerciale dont la sortie est reliée au boîtier par le conduit d'admission de travail. Entre l'élément de travail et le dispositif de sélection de débit de flux de hacheur fixé couplé à la chambre d'écoulement supplémentaire dans laquelle un élément de travail fournissant régime d'écoulement Supercavitating, suivi en aval d'un flux de découpage supplémentaire entraîné, la sortie de la chambre d'écoulement est relié à travers le boîtier avec le moyeu fait un creux, et un collecteur, qui recouvre la surface extérieure de la chambre d'écoulement ayant des perforations dans la zone où l'élément d'actionnement, et dans le cas où l'élément de travail monté turbulateur réalisé sous forme de flux de disjoncteur entraînement couplé pour entraîner un flux de découpage supplémentaire qui est relié pour entraîner le flux de l'interrupteur principal . Entre le réseau et le carter de pompe placé cavitation des ballasts d'activateur configuré comme un canal convergent, une chambre d'écoulement tangentiellement relié au boîtier à l'intérieur duquel un moyeu creux monté sur l'organe d'actionnement; un moyeu creux relié à un accumulateur de chaleur de préférence à la partie supérieure. Dans une chambre d'écoulement pour l'élément de travail monté en aval de la buse, principalement perpendiculairement à la direction d'écoulement, dont les entrées sont reliées à la sortie de l'alimentation de la pompe. axe des buses disposées à un angle par rapport à l'autre. L'entraînement de l'actionneur est relié par l'intermédiaire d'un disjoncteur de régulation avec un capteur de température, avec une entrée du régulateur est relié au capteur de bruit pour l'élément de manoeuvre. Turbulator fait que le flux de preryvatelya, est équipé de guides d'écoulement supplémentaires, réalisés par exemple sous la forme de plaques montées sur la partie mobile du disjoncteur à un angle à l'écoulement incident. Et un interrupteur de découpage supplémentaire connecté de manière à assurer le début des impulsions de décalage brisants. Le bord avant de cylindres coaxiaux qui exécutent la lame dirigée vers le courant de liquide supercavitating est fait surface nette, biseautée intérieure formée en tant que profil concave lisse, et le bord avant du moyeu, dirigée vers l'écoulement du fluide est fait forte surface extérieure, biseauté fourni sous la forme d'un profil concave lisse. La sortie du générateur de chaleur à l'accumulateur de chaleur, munie d'un régulateur de pression. Toutes les pièces en contact avec le liquide de revêtement sont fabriqués à partir de silicone.

Les bases théoriques de la proposition CAVITATION CHALEUR GÉNÉRATEUR SUIVANT

Comme il est bien connu de la chimie, à l'exception des substances et de leurs interactions, et étudie l'interaction de l'énergie et de la matière. En règle générale, les sources d'énergie limitent la capacité des chercheurs à influer sur la réactivité des substances. L'interaction avec le matériau du courant électrique circule pendant une courte période de temps et a une énergie élevée, tandis que les interactions thermiques se produisent pendant de longues périodes de temps et à des énergies plus faibles. L'interaction des ondes sonores avec de la matière rend disponible pour l'étude par les chimistes de ces gammes d'échelles de temps et d'énergie qui sont inaccessibles autrement. Le temps nécessaire pour une réaction chimique dans le fluide sous pression dans celle-ci est obtenue en générant des ondes sonores intenses. Ces ondes créent des zones alternées de compression (compression) et de la dilution, qui peuvent former des bulles avec un diamètre d'environ 100 microns. Au cours de l'effondrement de la bulle (en moins de 1 microseconde) ils contiennent du gaz peut chauffer jusqu'à 5500 ° C - cette température est proche de la surface du Soleil. Pour la première fois un effet inhabituel des ondes sonores intenses se propageant dans le liquide - gamme de phénomènes liés à la chimie ultrasonore (de sonochemistry), découvert en 1927 A.Lumis. Activation de la recherche sonochimique a commencé dans les années 80 , peu après la création de haute intensité à faible coût et des sources fiables de vibrations ultrasoniques (avec une fréquence jusqu'à 16 kHz, ce qui est supérieur au niveau de l' audition humaine), aujourd'hui l' échographie est utilisée dans la pratique médicale dans l'industrie pour le soudage de pièces et de nettoyage en plastique matériaux et même dans les dispositifs d'alarme des ménages (avertissement au sujet du vol), etc.

Ces applications, cependant, ne sont pas liées à l'action chimique des ultrasons, qui peut, par exemple, d' augmenter la réactivité de la poudre métallique est de plus de 10 5 fois. Elle peut donner un tel mouvement relatif rapide des particules métalliques qu'ils vont fondre dans la collision. L'échographie peut créer et microscopiques "poches flamme" dans le liquide froid. Ces effets chimiques des ultrasons sont causées par des procédés physiques, par lequel le liquide à émerger, croître et effondrement, gaz et à vapeur bulles. Les ondes ultrasoniques sont des ondes sonores et comprennent tous les cycles de compression et de détente. Lors de la compression des cycles se produisent augmentation de la pression locale dans le fluide qui mène à la convergence de ses molécules entre elles; au cours des cycles vide se produisent la réduction de la pression locale, conduisant à une molécule otdalyayutsya part. Au cours du cycle de vide onde sonore d'une intensité suffisante peut générer la formation de bulles. des particules de fluide sont maintenues ensemble par des forces d'attraction qui déterminent sa résistance à la traction. Afin de former une bulle, le montant par lequel la pression locale est réduite dans le cycle de vide, le fluide doit être supérieure à la résistance à la traction. La chute de pression requise dépend du type de fluide et sa pureté. Ténacité liquide absolument propre est si grande que les sources ultrasoniques disponibles ne peuvent pas créer une chute de pression suffisante pour former des bulles. Pour de l' eau absolument pure, par exemple, il faudrait une chute de pression supérieure à 1000 atmosphères, tandis que les générateurs d' ultrasons les plus puissants produisent une pression d'environ 50 atmosphères. Cependant, les liquides diminue en raison de la ténacité du gaz "capturé" des fissures microscopiques dans les particules solides présentes dans le fluide. Cet effet est similaire à une diminution de la résistance due à des fissures dans les matériaux solides. Dans le gaz piégé à basse pression commence à sortir de la fissure, en formant une petite bulle, qui passe en solution. Dans la plupart des cas, il y a assez de liquide fortement contaminés par la poussière et d'autres particules. Dans l'eau du robinet, par exemple, des bulles se forment à une pression de quelques atmosphères.

La bulle dans le liquide est instable si elle est grande, elle flottera à l'éclatement de surface et; si elle est petite, elle sera pressé liquide et disparaissent. Cependant, lorsque l'interaction des ondes ultrasonores avec la bulle d'absorber l'énergie en continu au cours des cycles alternés de compression et de raréfaction. Cette interaction conduit à la croissance et la contraction de bulles qui perturbent l'équilibre dynamique entre la vapeur et le liquide à l'intérieur à l'extérieur. Dans certains cas, des ondes ultrasonores soutiendront l'existence de bulles, ce qui provoque une variation de sa taille. Dans d'autres cas, la taille moyenne des bulles augmente. La croissance de la bulle est déterminée par l'intensité des ultrasons. L'échographie à haute intensité peut conduire à une telle expansion rapide de la bulle dans la série de dilution, il n'a pas été comprimé dans le cycle de compression. Par conséquent, dans de telles bulles de processus peuvent augmenter rapidement au cours d'une période de l'onde ultrasonore.

Dans le cas d'une faible taille des bulles par ultrasons d'intensité varie en phase avec la pression pour les cycles de vide et de compression. La surface du flacon au cours du cycle de raréfaction augmente légèrement par rapport au cycle de compression. Étant donné que la quantité de gaz qui diffuse dans ou hors de la vésicule est dépendante de la surface de la bulle dans la diffusion de bulles au cours du cycle d'aspiration est légèrement supérieure à la diffusion de celle-ci au cours de cycles de compression. Par conséquent, pour chaque période de la bulle d'ondes ultrasonores se dilate légèrement plus grand que comprimé, et au fil du temps, les bulles vont augmenter lentement. bulle croissante peut progressivement atteindre une taille critique à laquelle il est absorbe le plus efficacement l'énergie ultrasonore. Cette taille dépend de la fréquence de l'onde ultrasonore. A 20 kHz, par exemple, la dimension critique (diamètre) de la bulle est d' environ 170 microns. Une telle bulle peut croître rapidement au cours d'une période de l'onde. Une fois la taille des bulles augmente rapidement, elle ne peut pas absorber efficacement l'énergie ultrasonore. Sans apport d'énergie extérieure peut être un flacon. Le liquide comprime et il effondre. Pendant l'effondrement des bulles formées des conditions pour l'apparition de réactions chimiques inhabituelles. Les gaz et vapeurs sont comprimées à l'intérieur de la bulle, libérant de la chaleur intense en raison de laquelle la température du liquide augmente dans le voisinage de la bulle, et créant de ce fait microplage chaud. Bien que la température est extrêmement élevée dans la zone, la zone elle-même est si faible que la chaleur est rapidement dissipée. Selon les estimations de l'Université de l' Illinois à chauffage de liquide Urbana-Champaign et vitesse de refroidissement de plus de 10 9o C / s. Ceci correspond à la vitesse de refroidissement du métal fondu à sa surface sur ÉCLABOUSSEMENTS, refroidie à des températures proches du zéro absolu. Ainsi, à tout moment donné la plus grande partie du liquide est à température ambiante. Les valeurs exactes de température et de pression, dostigaemye à l'effondrement de la bulle, il est difficile de déterminer, à la fois théoriquement et expérimentalement. Toutefois, ces valeurs sont essentielles pour décrire les effets sonochimiques. Pour une description approximative de la dynamique de l'effondrement de la bulle différents modèles théoriques, caractérisé par différents degrés de précision que nous avons proposées. L'inconvénient de tous ces modèles - l'incapacité de décrire avec précision la dynamique de la bulle dans les dernières étapes de l'effondrement. modèles complexes Haibolee donnent des valeurs de l'ordre de 10 3o C Température, pression février 10 à mars 10 atm et un temps de chauffage de moins de 1 microseconde. La température de la bulle effondrement ne peut pas être mesurée à l'aide d'un thermomètre, car la dissipation de la chaleur se fait trop rapidement. L'une des façons de mesurer la température - la détermination de la vitesse des réactions chimiques connues comme étant la température est liée au logarithme négatif de l'inverse de la vitesse de réaction. Si la vitesse mesurée de plusieurs réactions différentes dans l'environnement créé par ultrasons, il est possible de calculer la température atteinte après affaissement des bulles. Pour déterminer les taux relatifs d'un certain nombre de réactions sonochimiques J. Hammerton a établi l'existence de deux régions différentes de température associés à l'effondrement de la bulle. Le gaz contenu dans la bouteille, atteint une température d'environ 5500 ° C, tandis que le liquide au voisinage de la bulle - 2100 o C. A titre de comparaison - la température de la flamme de chalumeau est d' environ 2400 ° C. Bien que la pression atteint lors de l'effondrement de la bulle, expérimentalement difficile de déterminer que la température entre ces deux valeurs il y a une corrélation. Ainsi, à la pression maximale peut obtenir une estimation de 500 atmosphères, ce qui équivaut à la moitié de la pression dans l'endroit le plus profond de l'océan mondial - la fosse des Mariannes. Malgré le fait que la température et la pression locale obtenus avec l'effondrement de l'extrême de la bulle, vous pouvez réussir à contrôler le flux des réactions sonochimiques. L'intensité de l'effondrement de bulles et donc la nature de la réaction est influencée par des facteurs tels que la fréquence des ondes ultrasonores, l'amplitude, la température ambiante, la pression statique, de la nature du liquide et du gaz qui y est dissous.

processus sonochimique dans les liquides dépend principalement sur les effets physiques avec un chauffage rapide et de refroidissement, provoquée par l'effondrement de la bulle. Par exemple, il est prouvé que l'irradiation de l' eau sous l'influence de l' énergie ultrasonore des ondes ultrasonores de l' eau (H 2 O) est divisée en atomes hautement réactives de l' hydrogène (H 2) et des radicaux hydroxyle (OH). Dans l' étape de refroidissement rapide et les atomes d'hydrogène des radicaux Hydrosila recombinent pour former du peroxyde d'hydrogène (H 2 O 2) et de l' hydrogène moléculaire H 2. Si l'eau irradiée par ultrasons, pour ajouter d'autres composés, de nombreuses réactions secondaires peuvent se produire en elle. les composés organiques se décomposent rapidement dans ce milieu, et inorganique peuvent être oxydés ou réduits.

Dans certains liquides organiques tout sonication se produire la réaction physico-chimique. Par exemple, les alcanes - les principaux composants du pétrole brut - peuvent être divisés en fragments plus petits (par exemple, l' essence), habituellement pour ce pétrole brut est fissurés par chauffage à une température supérieure à 500 ° C Cependant alcanes sonication provoque leur clivage à la température ambiante, le produit de ce procédé est l'acétylène qui ne peut pas être obtenue en quantité suffisante simple chauffage. Peut-être que phénomène chimique le plus étonnant associé à ultrasons, est sa capacité à créer de petites «poches de flamme» dans les liquides froids, à la suite de la sonoluminescence soi-disant. Cela se produit lorsque en raison de l'effondrement de la bulle dans le liquide se produit microrégion avec de la fièvre; molécules dans ce domaine peuvent être excités avec le passage à l'état de haute énergie. Lorsque vous revenez à l'état des molécules de sol, ils émettent de la lumière. E. Flint en 1987, a constaté que l' exposition aux hydrocarbures à ultrasons donne un résultat surprenant: la couleur de la lumière émise est le même que dans la flamme d'un brûleur à gaz. L'effet des ultrasons sur le fluide utilisé et d'accélérer les réactions chimiques en solution. des composés organométalliques Exemple contenant des liaisons métal-carbone, en particulier révélateur. Cette large classe de substances jouent un rôle important dans la préparation des matières plastiques dans la fabrication de circuits micro-électroniques et la synthèse de produits pharmaceutiques, de pesticides et d'herbicides.

En 1998 P.Shubert première enquête sur les effets des ultrasons sur les composés organométalliques, notamment en fer pentakarbonil Fe (CO) 5. Les résultats obtenus sont comparés avec les données sur l'effet de la lumière et de la chaleur sur le Fe (CO) 5 indiquent des procédés chimiques unicité induits par ultrasons. Lorsque le Fe (CO) 5 est soumis à la chaleur, il se décompose en monoxyde de carbone (CO) et de la poudre de fer fine qui enflamme spontanément à l' air. Quand Fe (CO) 5 à un rayonnement ultra - sons, il se décompose en premier Fe (CO) 4 et de fragments détachés de CO. Des molécules de Fe (CO) 4 peuvent ensuite être recombinés pour former un composé de Fe (CO) 9. L'effondrement de la bulle conduit à un résultat différent. Elle est accompagnée par la libération d'une quantité de chaleur suffisante pour cliver plusieurs groupes CO, mais dans le rapide refroidissement subséquent de la réaction arrête avant la fin. Ainsi, lorsque Fe (CO) 5 actes ultrasons, a formé un groupe inhabituel de Fe 3 (CO) 12. Sonochemistry deux liquides non miscibles tels que l'huile et l'eau, est déterminée par la capacité d'ultrasons pour émulsionner l'huile dans le liquide, ce qui entraîne un liquide microgouttelettes de forme dans l'émulsion de l'autre. substances de serrage et de dilution à ultrasons provoquent des molécules de stockage d'énergie à la surface du liquide, qui surmonte alors les forces de cohésion qui les maintiennent en une baisse importante, alors il y a fragmentation des gouttelettes en fragments plus petits, et le liquide progressivement émulsionnée. Émulsification peut accélérer la réaction chimique entre les liquides non miscibles en raison de la forte augmentation de leur surface de contact. Une grande surface de contact facilite la pénétration des molécules d'un fluide à une autre - l'effet, ce qui a entraîné certaines réactions sont accélérées. Par exemple, l'émulsification du mercure dans divers fluides corporels conduit à des réactions particulièrement intéressantes; par A. Fry de l'Université de Wesley, qui a constaté que la réaction de nombreux composés du mercure sont étape bromoorganicheskimi intermédiaire de la formation de nouvelles liaisons carbone-carbone. Ces réactions jouent un rôle décisif dans la synthèse de composés organiques complexes. Des conditions extrêmes créées près des surfaces solides peuvent être utilisés pour conférer une activité chimique des métaux "non réactifs". Par exemple, il a étudié la réaction R.Dzhonson de monoxyde de carbone avec le molybdène et le tantale, et d' autres métaux et près d'eux en termes de réactivité. Pour la formation de carbonyles métalliques par des procédés classiques nécessitent des pressions de 100 à 300 bars et une température de 200 à 300 o C. Cependant, alors que sonication leur formation peut avoir lieu à la température ambiante et la pression atmosphérique. L'effondrement de la bulle en plus de tous les effets décrits ci-dessus peut être accompagnée par la libération de l'onde de choc dans un liquide. processus sonochimiques sur des particules solides dans un liquide dans une large mesure déterminée par des ondes de choc qui se produisent sous l'influence des particules microscopiques de rapprochement de poudre de métal avec une vitesse supérieure à 500 km / h.

Ces collisions sont si intenses pour provoquer la fusion des particules sur le site d'impact. Cela améliore la réactivité de la capacité de fusion du métal, étant donné que l'élimination de l'oxyde métallique conduit à un revêtement (film). Un tel revêtement d'oxyde protecteur trouvé sur la plupart des métaux et sont la cause de la patine sur les produits en cuivre, et des sculptures en bronze. Étant donné que le traitement par ultrasons améliore la réactivité des poudres métalliques, et augmente leur activité catalytique. Pour de nombreuses réactions, le catalyseur est nécessaire, donc ils ont procédé à la nécessaire ou même un taux appréciable. Le catalyseur n'a pas été consommé dans la réaction, et seulement accélère la réaction d'autres substances. L' effet des ultrasons sur la morphologie des particules, la composition de surface et l'activité catalytique a été étudiée et D.Kasadonte S.Doktichem. Ils ont découvert que, sous l'influence des ultrasons, un brusque changement de la morphologie de surface des catalyseurs tels que les poudres de nickel, de cuivre et de zinc. surface lissée des particules individuelles et les particules sont combinées dans des agrégats étendus. pour déterminer la composition de la surface d'une expérience de nickel a montré que le revêtement d'oxyde est retirée, ce qui augmente considérablement l'activité catalytique de la poudre de nickel. D'une manière générale, une irradiation aux ultrasons augmente l'efficacité de la poudre de nickel comme catalyseur de plus de 10 5 fois. Dans de telles conditions, une poudre de nickel et certains catalyseurs actifs spéciaux sont actuellement utilisés, mais il est non-inflammable et est moins cher.

L'échographie est utile dans presque tous les cas, nous devons répondre lorsque le fluide et solide. En outre, il peut pénétrer à travers la grande quantité de fluide, et donc bien adapté aux applications industrielles. À l'avenir, l'utilisation des ultrasons dans les procédés chimiques doit être très variée. En ce qui concerne la synthèse de médicaments, les ultrasons peuvent augmenter le rendement du produit par rapport aux procédés classiques.

Cependant, la réalisation la plus élevée sonochemistry peut être associée à l'obtention de matériaux nouveaux ayant des propriétés inhabituelles. Par exemple, une température très élevée et de pression atteint au cours de la réaction peut conduire à la synthèse de matériaux réfractaires (tels que le carbure de silicium, le carbure de tungstène, ou même de diamant). Matériaux réfractaires ont une résistance thermique élevée et une résistance structurelle énorme. Ils trouvent des applications industrielles importantes comme les abrasifs et les lames d'insertion avec une dureté accrue.

Le refroidissement extrêmement rapide accompagnée de l'effondrement de la bulle, peut être utilisé pour produire des verres métalliques. Ces métaux amorphes ont une résistance exceptionnellement élevée et une résistance à la corrosion.

Bien que les applications chimiques des ultrasons sont encore aux premiers stades de développement dans les années à venir, nous devrions nous attendre des progrès rapides dans le domaine de sonochemistry. L'utilisation des ultrasons dans les réactions de laboratoire sont largement distribués, et le transfert des technologies disponibles sur une réaction à l'échelle commerciale, apparemment, est pas loin. Au cœur de la technologie développée sont les dernières avancées de la recherche des effets chimiques des ultrasons.

Les effets de la (y compris cavitation) ci-dessus, provoqués par l'action d'ultrasons dans un milieu liquide suffisante pour l'apparition d'effets d'intensité. Avec toute la splendeur gamme réalisable d'effets physiques et chimiques des ultrasons cavitation (ou d'un traitement ultrasonique de cavitation) et les inconvénients inhérents suivants.

Tous les résultats peuvent être atteints à proximité du transducteur ultrasonique, et que la distance de la source de puissance de traitement est fortement réduit, ce qui empêche son utilisation très répandue à l'échelle industrielle. cavitation hydrodynamique cavitation ultrasonique similaire au terme nucléation des bulles de cavitation, leur développement et effondrement ultérieur, sur l'impact exercé sur l'environnement, qui se trouvent dans sa zone de couverture, et diffère seule occurrence de la nature, à savoir, Voir "radiateur". Однако это вроде бы незначительное отличие является существенным, поскольку гидродинамическая кавитация характеризуется тем, что вся масса жидкости участвует в процессах образования (развития и схлопывания) кавитационных полостей. Далее используется термин "кавитационный режим течения жидкости", который (по мнению авторов) наиболее полно характеризует происходящие явления, а именно - создаются условия генерирования кавитационных пузырьков, близких по величине диаметра и не зависящих от положения относительно "излучателя"; возможны условия, когда вся жидкость будет превращена в кавитационные пузырьки. Очевидно, что это граничное условие больше необходимого. Реально достаточно, чтобы в паровую фазу (кавитационные пузырьки) переходило около или немного больше половины объема жидкости, тогда при схлопывании кавитационных пузырьков будет что обрабатывать. Количество генерируемых пузырьков можно определить объемом каверны, где собираются кавитационные пузырьки. Экспериментально установлено, что диаметр пузырьков приблизительно одинаков, что приводит к существенно большей (чем при ультразвуковой кавитации) величине выделяемой суммарной энергии. То, что количество кавитационных пузырьков при гидродинамической кавитации во много раз больше, делает последний вывод неоспоримым.

Эффективность кавитационной обработки (любой природы) определяется величиной удельной энергии кумулятивных микроструй, образующихся при схлопывании кавитационных пузырьков, возникающих вследствие распада каверны за кавитатором ("излучателем"), помноженной на количество кавитационных пузырьков.

Считается, что удельная энергия кумулятивных струй пропорциональна квадрату их скорости, а скорость прямым образом зависит от корня квадратного из давления в проточной камере. Таким образом, энергия диспергирования пропорциональна первой степени давления в камере диспергирования, т.е.

Для повышения энергии диспергирования в кавитационных системах предусмотрено расширение потока с помощью диффузора. Максимальное увеличение давления при этом даже при неограниченно бесконечном расширении потока будет стремиться к величине скоростного напора до расширения

и при скорости потока в проточной части, например v = 2 м/с , составит P = 0,02 атм , а при v = 10 м/с P = 0,5 атм максимум.

Более строго с точки зрения происходящих физико-механических процессов удельная энергия кавитационного воздействия единичного кавитационного пузырька может быть представлена зависимостью

Анализ приведенной зависимости, с точки зрения достижения наивысшей интенсивности выделения энергии, доказывает необходимость достижения наибольших величин максимального радиуса образовавшегося и готовящегося к схлопыванию кавитационного пузырька и роста давления в зоне схлопывания. Однако это взаимоисключающие условия. При росте давления в зоне схлопывания размер пузырьков уменьшается. При снижении давления пузырьки образуются достаточно большими, однако из-за небольшой разности давлений внутри и вне пузырька схлопывание происходит недостаточно энергично.

Pour augmenter la «émetteur» attribué énergie de cavitation hydrodynamique générateur de pulsations de pression utilisé sous la forme d'un coupe-circuit, constitué par le disque fixe et le disque tournant avec des fenêtres radiales. Réglage de l'interrupteur de débit pour "émetteur" (cavitateur) pour aval permet (avec une grande section transversale des travers rupteur) les conditions de croissance microbulles plus grande taille - avec un disjoncteur ouvert (et les réduire) - au disjoncteur chevauchant (pression significativement élevée). Ceci peut être réalisé que lorsque l'hélicoptère pour cavitateur aval et la seule caractéristique du mélangeur de cavitation. C'est l'une des caractéristiques distinctives de ces solutions techniques. Création d'une ondulation à l'emplacement des moyens pour créer un cavitateur ondulation de conduire à un changement de fluide empiètement de la vitesse d'écoulement sur cavitateur. Cela conduit à un changement de la taille de la cavité formée derrière les épaulements en changeant le nombre de micro-bulles de cavitation, ce qui offre une certaine intensification du processus de mélange. Les changements de pression pour cavitateur dans la cavité ne se produit pas, car la pression dans la cavité du cavitateur lorsque le régime d'écoulement de cavitation est constante et égale à la pression de vapeur de liquide saturée, ce qui est indépendant du cavitateur de débit. Par conséquent, l'énergie spécifique qui est généré lorsque le régime d'écoulement de cavitation doit être soumis addiction

CAVITATION CHALEUR GENERATOR. Fédération de Russie Patent RU2131094

Il est évident que l'énergie générée par l'écoulement de cavitation, directement proportionnel à la pression dans la zone d'affaissement. En particulier, cette dépendance se manifeste dans le traitement de la cavitation des liquides qui sont à une température proche du point d'ébullition. Dans ce cas, la différence (P - P np) tend vers zéro et, par conséquent, aucun changement de vitesse, l'ondulation de la vitesse des lames à modifier le profil des pales, etc. ne peut pas fournir les conditions de mélange, à savoir Bubbles formeront bien plus grandes tailles, mais ils ne soit pas à l'effondrement ou de l'énergie seront minimes (la signification physique analogue à faire bouillir l'eau dans la bouilloire). Cette question est encore peu étudié, mais il est extrêmement important, car il ouvre de nouvelles opportunités pour l'intensification brutale du processus de cavitation. Lorsque le disjoncteur de chevauchement instantané généré un choc onde se propageant contre l'environnement mouvement dispersible approximativement la vitesse du son dans le milieu. Au front de choc de pression est donnée par Joukovski: P 2 = C v, où C - vitesse de propagation des ondes de choc dans un milieu, - Densité du support; v - vitesse du milieu.

Même à faible vitesse d'écoulement à la sortie v = 2 m / s la pression du front de choc sera: P = 100 · 1550 · 2 = 31 atm.

Ainsi, si, au lieu du canal et un ensemble étendu de sortie du générateur d'ondes de choc de diffuseur, l'énergie spécifique augmentera la dispersion

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onde de choc à haute pression sur sa face avant tournée vers l'amont est une compression locale très importante. Ce phénomène est utilisé dans le traitement hydrodynamique des liquides de cavitation (toute nature et l'origine) situées à la température d'ébullition.

À la lumière de ce qui précède, il convient de préciser que le dispositif proposé, le dispositif de freinage effectue une nouvelle fonction - générateur de puissance chute de puissance de bulles de cavitation. Dans le cas des procédés connus de réalisation de cavitation (y compris les ultrasons), - un moyen d'augmenter l'énergie fournie à la «émetteur». Hydrodynamiques cavitation caractéristique de fonction "insidieuse" vous permet d'utiliser des conditions cavitateurs d'écoulement pour créer les conditions pour générer un grand nombre de bulles de cavitation de grand diamètre. Arrêtons-nous sur quelques-uns des processus de génération de bulles de cavitation. Dans le processus de cavitation hydrodynamique distinguer plusieurs étapes: la présence de la bulle embryon de cavitation (Centre de formation); l'émergence d'une bulle de cavitation; augmenter la taille de la bulle de cavitation due à la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la bulle; la taille de la croissance des bulles de cavitation due aux forces d'inertie - un état inerte; l'effondrement des bulles de cavitation. Chaque étape est caractérisée par un temps négatif de réalisation ou plus claire, cavernes chemin. Il est évident que la longueur de la cavité doit être suffisante pour effectuer toutes les étapes du procédé.

La prochaine tâche est d'augmenter la cavité inondations, à savoir la réalisation de la cavité valeur midsection nécessaire. Ceci peut être obtenu en augmentant le nombre d'émetteurs, des réseaux d'émetteurs, etc. cavitation hydrodynamique et ici ouvre de nouvelles possibilités de son utilisation. Dispositif selon les lames en forme de coin axe d'écoulement, fournissant l'écoulement de torsion générant la formation de microwhirlwinds et donc la formation d'une quantité additionnelle. En atteignant les ailettes centrales lame périphérique diamètre extérieur prévu de torsion d'écoulement de fluide dans la direction opposée, et le nouveau produit microwhirlwinds zone d'interaction avec microwhirlwinds généré pour lames montées sur un essieu, la vitesse de microflux par rapport à double qui favorise leur interpénétration dans l'autre et Il fournit des pleins bulles de cavitation au milieu du bateau de remplissage de la cavité. En réduisant la fréquence de l'intensité de la formation de microbulles d'écoulement diminue jusqu'à la disparition de la cavitation. Création d'un régime de cavitation stable dans son stade avancé lors du changement de la performance pour réduire la consommation d'énergie spécifique. Il a été établi que le revêtement organosilicié PRL-121 favorise la surface de mouillage partiel. Ceci permet d'obtenir un glissement le long de la surface des lames de Cavitator liquides. L'apparition de ces conditions que possible l' écoulement autorisé fortement, de 30 à 40%, d' augmenter la longueur de la cavité et la quantité de micro - bulles de cavitation, qui a fourni une augmentation significative de l'intensité du processus, a complètement éliminé l'érosion des éléments mélangeurs.

Les meilleurs résultats sont obtenus avec une épaisseur de revêtement de 0,1 mm pour le revêtement de silicone PRL-121. Des essais ont montré une résistance du revêtement PRL-121 dans des environnements et des températures variables. L'intensité de l'érosion est directement proportionnelle à la longueur de la cavité (habituellement de paramètre adimensionnel - la longueur relative de la cavité, qui est le rapport entre la longueur et le diamètre du corps de la cavité). La quantité d'érosion est estimée à modifier le cavitateur de poids pendant une certaine période de temps.

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Fig. La figure 1 montre une vue générale du générateur de chaleur de cavitation

Fig. 2 - coupe-flux

Fig. 3 - Une vue sur la figure. 2

Un générateur de cavitation, comprend un boîtier 1 muni d'accélérateur et le débit de liquide de frein dispositif; le mouvement de l'accélérateur est conçu comme une chambre d'écoulement de fluide d'entrée bout mâle 2 3 4 5 confuser et à la sortie de la buse du liquide traité. À l'intérieur de la chambre d'écoulement 2, un élément de travail sous la forme de lames de supercavitating internes 6 monté sur un moyeu 7 qui se trouvent sur la surface extérieure recouverte par un cylindre coaxial 8, sur la surface extérieure duquel sont situées supercavitating lame 9, la direction de torsion de l'écoulement qui est opposée à l'écoulement de torsion des lames de supercavitating interne 6 7 fixé sur le moyeu et le dispositif de freinage est réalisé sous la forme d'un hacheur à flux entraîné, disposé sur l'élément de travail pour aval. la sortie de la buse 5 est reliée à l'accumulateur de chaleur 10 dont la sortie est connectée à un réseau de consommateurs de chaleur commerciale 11 et une pompe 12, dont la sortie est reliée à la conduite d'alimentation 3. La chambre d'écoulement 2 est reliée à la canalisation 5 par l'intermédiaire du diffuseur d'évacuation du liquide traité 13. Le réseau 12 est relié à la buse de la pompe 3 à travers le courant du disjoncteur confuseur 14 se présente sous la forme de disques 15 et 16 avec des fenêtres radiales 17, 18. le disque 15 est fixe et le disque 16 monté sur l'actionneur 19, qui est relié à un actionneur (moteur) 20 entre le diffuseur 13 et le disque 15 21. le diaphragme est installé entre l'élément d'actionnement et le dispositif brise-flux 22 est la sélection installée d'écoulement de fluide couplé à une chambre d'écoulement supplémentaire 23 à l'intérieur duquel un élément de travail, en fournissant le régime d'écoulement supercavitating un supercavitating lames 24 montées sur le moyeu 25 qui sont recouverts par la surface extérieure cylindre coaxial 26. le cylindre extérieur 26 situé à la surface de la lame de supercavitating 27. Dans la chambre d'écoulement 23, le moyeu 25 est fixé profilés 28 de la chambre en aval du disjoncteur de courant fourni en option avec l'actionneur d'écoulement. Interrupteur dit se compose de disques 29 et 30 avec des fenêtres radiales 31 et 32. Le disque 29 est monté de manière fixe et le disque 30 monté sur le vérin 33. Entre la plaque 25 et le débit chambre 34. La restriction 23 réalisée chambre d'écoulement de sortie 23 est reliée au squelette par l'intermédiaire du boîtier 35 1 le moyeu 7 en creux, et le collecteur 36, qui recouvre la surface extérieure de la chambre d'écoulement 2 comportant des perforations dans la zone de placement de l'élément de travail, dans lequel le boîtier 1 de l'élément de travail monté turbulateur réalisé sous forme de flux briseur d'entraînement 37 relié à l'actionneur 33 supplémentaire interrupteur d'écoulement, qui est relié à un entraînement 19, un interrupteur d'écoulement.

Turbulator réalisé sous la forme de disques 38 et 39 avec des fenêtres radiales 40 et 41. Le disque 38 est monté de manière fixe, et un disque 39 monté sur l'actionneur 37.

Entre la pompe de la ligne 12 et le ballast de boîtier 1 est placé cavitation activateur est configuré comme un canal convergent 14 de la chambre d'écoulement 42, tangentiellement relié au boîtier 1, à l'intérieur duquel le moyeu creux, un élément de travail, le moyeu creux 43 est relié à l'accumulateur de chaleur 10, de préférence dans la partie supérieure. L'organe de travail est un supercavitating lames 44 montées sur un moyeu creux 43 qui sont recouverts par la surface cylindrique 45 coaxial extérieur, sur la surface extérieure du cylindre 45 agencé lame 46 supercavitating.

Dans la chambre d'écoulement 42 de l'élément de travail monté en aval des buses 47 et 43 sont de préférence perpendiculaires à la direction d'écoulement, dont les entrées sont reliées à la sortie de la pompe 12 à travers le réseau 49 et les vannes 50.

Essieux 47 et les buses 48 sont disposées selon un angle par rapport à l'autre. L'actionneur 20 est relié par l'intermédiaire du variateur de vitesse du disjoncteur 51 avec un capteur de température 52, et une entrée du régulateur 51 est relié au capteur de bruit pour l'élément d'actionnement 53.

Turbulateur agencé dans un coupe-circuit, est équipé de guides d'écoulement supplémentaires, réalisés par exemple sous la forme de plaques 54 (Fig . 3) monté sur la partie mobile du disjoncteur selon un angle par rapport à l'écoulement incident.

Et un interrupteur de découpage supplémentaire connecté de manière à assurer le début des impulsions de décalage brisants.

Le bord d'attaque des cylindres coaxiaux 8, 26, 45, qui sont installées des lames de supercavitating 9, 27, 46, dirigée vers l'écoulement de fluide est faite la surface tranchante, en biseau intérieur formé comme un profil concave lisse et le bord avant du moyeu 7, 25, 43 dirigé vers le courant de liquide est fait surface nette, biseautée extérieure formée en tant que profil concave lisse.

A la sortie du générateur de chaleur Un régulateur de pression 55, dont la sortie est reliée à un actionneur 56.

Tous les composants en contact avec le liquide sont fabriquées à partir revêtement de silicium-organique, par exemple la composition suivante: Al 2 O 3 - 10 à 40% en poids d'amiante - 10 à 30% en poids de mica muscovite 1-10% en poids de liant ... - d' autre.

Lorsqu'ils sont incorporés dans la pompe 12 à travers le fluide entre dans le diffuseur 14, la chambre d'écoulement 42 à une pression de 4-8 atmosphères, où la séparation de l' écoulement se produit. Une partie de l'écoulement entre les lames 44, où par le rétrécissement de la section transversale d'écoulement et un flux de torsion des liquides augmente de débit et la pression diminue. Après avoir atteint les valeurs de pression de vapeur saturée après les lames 44 formé de la caverne de cavitation, dans la queue du champ qui produit des microbulles. À la suite de l'effondrement des bulles de cavitation se produire microjets champ cumulatif avec une vitesse d'environ 10 5 m / s et des pressions allant jusqu'à 10 fûts de 5 atm.

En outre, en raison de la formation de microwhirlwinds de torsion écoulement, contribuent à la formation de bulles de cavitation. Une autre partie du flux passe à lames de supercavitation 46, et pour laquelle il existe des cavités, celles-ci interagissent avec la cavité formée par les lames 44. En raison de la torsion multi-directionnelle des flux existe une influence mutuelle et microwhirlwinds de pénétration et les microjets cumulatifs résultant et les interactions d'impact. La cavité totale se caractérise par une forte intensité de formation de bulles de cavitation, et microstreams microwhirlwinds. Une partie de l'écoulement de fluide en aval de la pompe 12 pénètre dans la buse 47 et 43, napravlennye compteur. Interagir, un jet de liquide pour former la cavité (cavitation sur une méthode d'académicien Leonid Sedov), qui introduit une instabilité supplémentaire dans la caverne principale et intensifie le processus. Dans le cas où l'axe des buses 47 et 43 sont dirigées obliquement par rapport à l'autre, il y a un flux de torsion supplémentaire et par conséquent augmente la cavité unsteadiness qui assure une croissance de micro-bulles. La cavité totale à travers la buse 3 pénètre dans le boîtier 1, où les bulles de cavitation effondrement se termine.

Les gaz et les vapeurs de l'accumulateur de chaleur 10 sont éjectées dans le moyeu creux 43 et tombent dans une caverne. Ces gaz sont les centres de la formation supplémentaire de bulles de cavitation et, en outre, l'eau chaude est désaéré, offre au consommateur de chaleur commerciale 11, ce qui réduit la corrosion des structures métalliques.

On a constaté que l'intensité maximale de la génération de bulles de cavitation est atteint lorsqu'il est appliqué sur le régime d'écoulement des effets de cavitation pulsatile qui fournit l'interrupteur d'écoulement de fluide. Lorsque le disque 35 tourne avec des fenêtres radiales 41 se chevauchent en alternance se produit des fenêtres radiales 40 disque 38, ce qui conduit à des pulsations de pression d'écoulement. Le plus grand effet a été observé lorsque les fréquences des pulsations de la cavité de l'élément de travail dans une chambre d'écoulement 42 et les fluctuations de pression provoquées par le briseur d'écoulement, à savoir à la fréquence de résonance. Dans ce domaine, est la source de génération de chaleur de la chaleur, et le liquide est chauffé. Un effet surprenant supplémentaire est que la zone située entre la chambre d'écoulement 42 et la chambre d'écoulement 2 ne sont pas toutes les bulles complètement implosé, le gaz n'a pas eu le temps de se dissoudre dans le liquide, à savoir, à la chambre d'écoulement 2 formé liquide actif, dans lequel l'activation liquide se manifeste de deux façons; le fluide chauffé pénètre plus facilement le régime d'écoulement de cavitation, mais le plus important est que tout le liquide est saturé avec les centres actifs des noyaux des bulles de cavitation. L'écoulement de liquide à travers konfuzor 4, overclocking vient à lames, qui, par le rétrécissement de la section d'écoulement et tordre les augmentations de débit et la pression diminue. Après avoir atteint la pression de vapeur de saturation des pales 6 est formée après que la cavité de cavitation dans la queue du champ qui produit des microbulles. À la suite de l'effondrement des bulles de cavitation se produire microjets champ cumulatif avec une vitesse d'environ 10 5 m / s et des pressions allant jusqu'à 10 fûts de 5 atm. En outre, en raison de la formation de microwhirlwinds de torsion écoulement, contribuent à la formation de bulles de cavitation (note de caractère non stationnaire de la section arrière de la cavité).

Une autre partie de l'écoulement du fluide entre les lames de supercavitation 2, derrière lequel il y a une cavité et, avec celui-ci interagit avec une cavité formée par les lames 6. Compte tenu des flux multi-directionnels de torsion se produit cavitation et de l'impact des interactions de interpénétration. En outre, il existe des microwhirlwinds d'interaction. La cavité totale se caractérise par une forte intensité de formation de bulles de cavitation, et microstreams microwhirlwinds. La partie arrière de la cavité totale et a un caractère instable. On a constaté que le taux maximal de génération de chaleur est obtenue lorsqu'il est appliqué à la cavitation mode de régime d'écoulement pulsatile qui fournit un coupe-circuit. Lorsque le disque 16 tourne avec des fenêtres se chevauchent se produit en alternance fenêtres radiales 17 disque 15, ce qui entraîne la pulsation d'écoulement. Le plus grand effet a été observé lorsque les fréquences des battements de la queue de la cavité et les fluctuations écoulement, à savoir à la résonance. Dans ce cas, l'intensité augmente de manière significative le bruit de cavitation, qui est transmise et perçue corps de mélangeur dispositif 53 (par exemple d'hydrophones, piézo-électrique) de détection. Le signal de sortie analogique du dispositif principal 53 est transmis à l'affichage secondaire et un dispositif 51 d'enregistrement ayant une unité de commande de tension. Comme le moteur 20 est sélectionné moteur asynchrone à cage d'écureuil rotor avec un stator inclus dans la saturation du réseau selfs. Mesurer l'intensité du bruit de bloc est 53 et converti en une tension par le contrôleur 51 commande la fréquence de rotation du moteur 20 en changeant la vitesse de rotation du pulsateur (et donc la fréquence de la pulsation produite) par rotation.

Tableau. 1 compare (avec ac URSS N 1083782) Données d'essai.

effondrement de la zone de microbulles de cavitation est déterminée par mesure directe du niveau de bruit de cavitation. L'effondrement de l'intensité de la zone de bruit de la plus haute, et en déplaçant la section de jauge de mesure de niveau sonore le long du flux, déterminer l'emplacement de la zone d'effondrement. D'autre part, l'effondrement des bulles de cavitation se produit en changeant la section transversale d'écoulement, à savoir dans le diffuseur 13. A ce moment-là, on observe une réduction de l'énergie cinétique du courant pour augmenter l'énergie potentielle. La vitesse d'écoulement diminue et la pression augmente, et détermine la puissance et l'emplacement des bulles de cavitation effondrement.

Utilisation de disjoncteur conduit à un bond que le débit et la pression de l'écoulement et qui est très important, après que l'élément de travail sur l'aval. Cavitateur et l'écoulement d'un fluide incompressible à l'amortisseur cavitateur servir. Après cavitateur sur l'environnement liquide-gaz formé en aval, qui est comprimé. Ainsi, l'effet d'entraînement sur la cavité, ce qui provoque une augmentation des cavités Instabilité, et d'intensifier l'effondrement de la bulle, et en raison de la compressibilité de presque aucune influence dans la section transversale d'écoulement entier (cavité).

appareil de mesure de température 52 permet de régler le signal de commande au dispositif de commande 51 en réglant la vitesse du moteur 20 lorsque la température dans la conduite 5.

Les pulsations de la pression de fluide générée par le disque 15, la cavité formée sur l'effet de l'élément d'actionnement dans la chambre d'écoulement 2 à travers le diaphragme 21. Le diaphragme 21 a un double rôle: elle sert aussi à mettre sous pression pour la chambre d'écoulement 2, et sous l'influence des pulsations de pression pour entraîner 15 pulsations de pression générée par le diaphragme secondaire. Ainsi, l'écoulement entre la chambre 2 et le disque 15 est réalisé en deux volumes de liquide lorsque les pulsations de pression de percussion se produisent, ce qui renforce considérablement le processus d'effondrement des bulles de cavitation, et par conséquent processus de génération de chaleur. Le fluide chauffé à travers le tuyau 5 est donnée dans l'accumulateur de chaleur 10, à partir de laquelle la chaleur est fournie aux consommateurs commerciaux 11. A la conduite de sortie 5 est l'actionneur 56, qui régule la quantité de pression dans la conduite 5, l'entrée de commande de l'actionneur 56 est relié à un régulateur de pression 55, une pression de commande dans la conduite 5. Ainsi, la pression totale est maintenue dans le générateur de chaleur, qu'à toutes les étapes d'intensifier le processus.

Entre le diaphragme 21 et le fluide installé disque 15 dispositif de prélèvement 22 raccordé à la chambre 23. L'écoulement de fluide à travers le dispositif 22 se jette dans la chambre d'écoulement 23, où la séparation de l'écoulement de fluide. Une partie du courant de liquide entre les lames 24, où par le rétrécissement de la section transversale d'écoulement et en serrant la vitesse du fluide augmente et la pression diminue le débit. Après avoir atteint les valeurs de pression de vapeur saturante après que la lame 24 est formée cavitation caverne, dans la queue du champ qui produit des microbulles. À la suite de l'effondrement des bulles de cavitation se produire microjets champ cumulatif avec une vitesse d'environ 10 5 m / s et des pressions allant jusqu'à 10 fûts de 5 atm. En outre, en raison de la formation de microwhirlwinds de torsion écoulement, contribuent à la formation de bulles de cavitation. Une autre partie de l'écoulement du fluide entre les lames de supercavitation 27, et derrière lequel se trouve une cavité, celle-ci coopère avec une cavité formée derrière les épaules 24. Compte tenu des flux multi-directionnels de torsion se produit cavitation et de l'impact des interactions de interpénétration. En outre, les microwhirlwinds d'interaction. La cavité totale se caractérise par une forte intensité de formation de bulles de cavitation, et microstreams microwhirlwinds.

On a constaté que le taux maximal de génération de chaleur est obtenue lorsqu'il est appliqué à la cavitation mode de régime d'écoulement pulsatile qui fournit un coupe-circuit. En faisant tourner le disque 30 avec les fenêtres 32 se produit alternativement chevauchement des fenêtres radiales 31 disque 29, ce qui conduit à un fluide pulsations de pression d'écoulement. Le plus grand effet se produit lorsque les fréquences des battements de la queue de la cavité et les variations de pression du fluide, à savoir à la fréquence de résonance. Faire chauffer le liquide de la chambre d'écoulement 23 à travers la ligne 35 passe à travers le moyeu creux 7 dans la cavité de l'élément de commande dans la chambre d'écoulement 2. De l'autoroute 35 à l'annulaire collecteur 36 liquide pénètre dans la région en dehors de la cavité dans sa zone de production de chaleur intense. Chauffage de la chambre d'écoulement de fluide 23, la présence de bulles et non dissous neskhlopnuvshihsya activé liquide et de gaz avec lesquels ils entrent dans la cavité le long de l'axe et à travers le collecteur annulaire 36 en dehors de la cavité et créer les conditions pour augmenter encore le nombre de bulles générées.

Ainsi, l'élément de travail disposé dans la chambre d'écoulement 2, le liquide actif est chauffé par trois domaines: à supercavitating lames 6 et 9; moyeu creux 7; en dehors de la cavité à travers un collecteur annulaire 36, ce qui crée les conditions nécessaires pour générer le nombre maximum possible de bulles de cavitation, et générant ainsi la quantité maximale de chaleur.

Placer les plaques 54 sur le disque 39 sous un angle au flux entrant fournit des turbulences supplémentaires dans le flux du disque 39, réalisant ainsi une distribution uniforme du gaz non dissous dans le liquide et d'améliorer son homogénéité. En outre, l'angle des plaques d'agencement 54 permet une rotation de la partie liquide de l'énergie de flux.

Décaler les impulsions de démarrage disjoncteurs fournis permet la quantité maximale de liquide activé dans la chambre d'écoulement 2 au niveau des fenêtres qui se chevauchent 17 et 18, augmentant ainsi l'amplitude des pulsations.

La réalisation de la surface intérieure de cylindres coaxiaux 45, 26, 8, dans un profil concave lisse réduit les cylindres de résistance hydraulique compriment en douceur l'écoulement vers l'axe, ce qui réduit le frottement de la paroi du cylindre. En outre, les performances des moyeux 43, 25, avec la surface extérieure 7 dans un profil concave lisse forme un guidage d'écoulement pour les lames 44, 24, 6 - respectivement.

Réglez la sortie du générateur de chaleur pour le régulateur tuyau 5 de pression permet le maintien d'un excès de pression nécessaire pour produire de la chaleur intense, ceteris paribus.

Utilisez pour couvrir les surfaces internes de revêtement de silicone réduit le générateur d'énergie thermique, pour augmenter sa durée de vie. Ces essais sont résumés dans le tableau. 2. Tableau. La figure 3 montre le contenu du CPC (revêtement de silicone).

Tableau. La figure 4 montre les paramètres définissant l' obtention d' un effet positif, en fonction de la composition de revêtement. Il convient de noter que l'érosion initiale, voire insignifiante, ce qui conduit à une réaction en chaîne de la destruction cavitateur.

des tests de revêtement proposés ont montré sa fiabilité et son efficacité.

Il convient de noter que les revêtements connus sont instables à l'action des agents de mouillage, ce qui conduit à une usure intense revêtement, et en outre, la surface de ces revêtements de se caractérise par une rugosité qui affecte négativement l'efficacité du cavitateur.

A la même couverture de l'offre de temps à très haute résistance à l'usure mécanique et une résistance élevée à la chaleur et la résistance chimique, présente une grande finesse. Cela augmente l'efficacité en augmentant la longueur de la cavité à un débit constant.

La composition de revêtement ci-dessus, a permis d'obtenir les meilleures conditions de fonctionnement (p. E. Pour obtenir la longueur maximale de l'écoulement de la cavité est fixe) générateur de chaleur par cavitation avec une augmentation de la résistance mécanique et la résistance à la chaleur chimique.

Applicabilité industrielle L'invention proposée est garantie, étant donné que lorsqu'il est utilisé augmente considérablement l'efficacité de la production de chaleur, en particulier dans les industries de transformation ayant une capacité variable.

REVENDICATIONS

  1. Générateur de chaleur à cavitation comprenant un boîtier, équipé d'un accélérateur de déplacement de fluide et le dispositif de freinage, caractérisé en ce que l'accélérateur est le mouvement du fluide se trouve dans une chambre d'écoulement avec un orifice de sortie d'entrée de la buse, confuser et la buse du liquide traité dans la chambre d'écoulement avec un élément de travail dans les lames sous forme de supercavitating fixe sur le moyeu, qui, sur la surface extérieure recouverte par un cylindre coaxial à la surface extérieure du cylindre sont disposés lame de supercavitating, le sens de torsion de l'écoulement qui est opposée à l'écoulement de torsion des lames de supercavitating internes fixées sur le moyeu et le dispositif de freinage est conçu comme une interruption entraînée écoulement, situé derrière l'élément de travail , le tuyau de sortie en aval reliée à l'accumulateur de chaleur, dont la sortie est reliée au réseau de la pompe à chaleur et la consommation commerciale dont la sortie est reliée au boîtier par le conduit d'admission.

  2. Générateur selon la revendication. 1, caractérisée en ce qu 'entre l'élément d'actionnement et le dispositif de sélection de débit de flux d'interrupteur fixé couplé à la chambre d'écoulement supplémentaire dans laquelle un élément de travail fournissant le mode Supercavitating, suivi en aval d'un flux de découpage supplémentaire entraîné, la chambre d'écoulement de sortie est reliée à travers le boîtier avec le moyeu fit creux, et un collecteur, qui recouvre la surface extérieure de la chambre d'écoulement munie d'une perforation dans la zone de placement de l'élément de travail, dans lequel le boîtier de l'élément de travail monté turbulateur réalisé sous forme de flux de disjoncteur à un actionneur, avec tous les actionneurs disjoncteurs flux respectifs liés.

  3. Générateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu 'entre le réseau et les mises ballasts carter de pompe de cavitation d'activateur configuré comme un canal convergent, une chambre d'écoulement tangentiellement relié au boîtier à l'intérieur duquel un moyeu creux monté sur l'élément d'actionnement, un moyeu creux relié à l'accumulateur de chaleur de préférence, dans la partie supérieure.

  4. Générateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre d'écoulement pour l'élément de travail montée en aval de la buse essentiellement perpendiculairement à la direction d'écoulement, dont les entrées sont reliées à la sortie de l'alimentation de la pompe.

  5. Générateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les axes des buses sont disposées selon un angle par rapport à l'autre.

  6. Générateur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le mécanisme d'entraînement du disjoncteur de direction est relié par l'intermédiaire d'un dispositif de commande avec un capteur de température, avec une entrée du régulateur est relié au capteur de bruit pour l'élément de manoeuvre.

  7. Générateur selon la revendication 2, dans lequel l'électrificateur, réalisé sous la forme d'un interrupteur d'écoulement, est équipé de guides d'écoulement supplémentaire, réalisé par exemple sous la forme de plaques montées sur la partie mobile du disjoncteur selon un angle par rapport à l'écoulement incident.

  8. Générateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'interrupteur et l'interrupteur sont reliés à la disposition supplémentaire de début de déplacement des impulsions brisants.

  9. Générateur selon les revendications 1 - 8, caractérisé en ce que le bord avant des cylindres coaxiaux, dirigée vers l'écoulement de fluide est réalisé pointu, biseautées surface intérieure formée en tant que profil concave lisse, et le bord avant du moyeu, dirigée vers l'écoulement de fluide est faite aiguë, surface extérieure biseautée formée comme un profil concave lisse

  10. Le générateur de la revendication. : 1 - 9, caractérisé en ce que la sortie du générateur thermique installé régulateur de pression.

  11. Générateur selon les revendications 1 - 9, caractérisé en ce que tous les composants en contact avec le liquide de revêtement sont fabriqués à partir de silicone.

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Date de publication 08.11.2006gg