Gerador de calor de vórtice - uma nova fonte de calor na casa

Dispositivo e princípio de operação

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

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

O modelo mais simples

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

O gerador de calor ideal de Potapov

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

FIG. 2: gerador de calor de cavitação de Potapov

Mas o dispositivo não teve ampla distribuição devido à falta de uma justificativa prática para seu funcionamento.

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

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

Ilustrações	Descrição geral dos projetos de geradores de calor de cavitação
Visão geral da unidade... A Figura 1 mostra o diagrama mais comum do dispositivo para um gerador de calor por cavitação. O número 1 indica o bocal de vórtice no qual a câmara de turbulência está montada. Do lado da câmara de turbulência, pode-se ver a entrada (3), que está conectada à bomba centrífuga (4). O número 6 no diagrama denota os tubos de entrada para a criação de um fluxo de contra-perturbação. Um elemento particularmente importante no diagrama é um ressoador (7) feito na forma de uma câmara oca, cujo volume é alterado por meio de um pistão (9). Os números 12 e 11 denotam estrangulamentos que controlam a taxa de fluxo dos fluxos de água.
Dispositivo com ressonadores de duas séries... A Figura 2 mostra um gerador de calor no qual os ressonadores (15 e 16) são instalados em série. Um dos ressoadores (15) é feito na forma de uma câmara oca envolvendo o bocal, indicada pelo número 5.O segundo ressoador (16) também é feito na forma de uma câmara oca e está localizado na extremidade oposta do dispositivo na vizinhança imediata dos tubos de entrada (10) que fornecem fluxos perturbadores. Os reatores marcados com os números 17 e 18 são responsáveis ​​pela taxa de fornecimento do meio líquido e pelo modo de operação de todo o dispositivo.
Gerador de calor com contra-ressonadores... Na fig. 3 mostra um esquema raro, mas muito eficaz do dispositivo, no qual dois ressonadores (19, 20) estão localizados um em frente ao outro. Neste esquema, o bocal de vórtice (1) com o bocal (5) dobra em torno da saída do ressoador (21). Em frente ao ressonador marcado com 19, você pode ver a entrada (22) do ressonador no número 20. Observe que os orifícios de saída dos dois ressonadores estão alinhados.

Ilustrações	Descrição da câmara de turbulência (caracóis) no projeto do gerador de calor de cavitação
"Caracol" do gerador de calor de cavitação em seção transversal... Neste diagrama, você pode ver os seguintes detalhes: 1 - o corpo, que é oco, e no qual todos os elementos fundamentalmente importantes estão localizados; 2 - eixo no qual o disco do rotor é fixado; 3 - anel do rotor; 4 - estator; 5 - furos tecnológicos feitos no estator; 6 - emissores em forma de hastes. As principais dificuldades na fabricação dos elementos listados podem surgir na fabricação de um corpo oco, visto que é melhor fazê-lo fundir. Uma vez que não há equipamento para fundir metal na oficina doméstica, tal estrutura, embora prejudique a resistência, terá que ser soldada. Leia também:  As melhores caldeiras a carvão de acordo com avaliações de clientes
Esquema de alinhamento do anel do rotor (3) e do estator (4)... O diagrama mostra o anel do rotor e o estator no momento do alinhamento quando o disco do rotor gira. Ou seja, a cada combinação desses elementos, vemos a formação de um efeito semelhante à ação do tubo Rank. Tal efeito será possível desde que na unidade montada de acordo com o esquema proposto, todas as partes estejam idealmente combinadas entre si. .
Deslocamento rotativo do anel do rotor e estator... Este diagrama mostra a posição dos elementos estruturais do "caracol" em que ocorre um choque hidráulico (colapso das bolhas) e o meio líquido é aquecido. Ou seja, devido à velocidade de rotação do disco do rotor, é possível definir os parâmetros da intensidade da ocorrência de choques hidráulicos que provocam a liberação de energia. Simplificando, quanto mais rápido o disco gira, mais alta será a temperatura da água de saída.

Visualizações

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

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

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

Gerador de calor rotativo

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

FIG. 3: projeto do gerador tipo rotativo

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

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

FIG. 4: gerador de calor de disco

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

Tubular

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

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

Ultrassônico

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

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

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

Criação de wireframe e seleção de elemento

Para fazer um gerador de calor vórtice caseiro, para conectá-lo ao sistema de aquecimento, você precisará de um motor.

E, quanto mais potência for, mais ele será capaz de aquecer o refrigerante (ou seja, produzirá mais calor e mais rápido). No entanto, aqui é necessário focar no funcionamento e na tensão máxima da rede, que lhe será fornecida após a instalação.

Ao escolher uma bomba d'água, é necessário considerar apenas as opções em que o motor pode girar.Além disso, deve ser do tipo centrífugo, caso contrário não há restrições à sua escolha.

Você também precisa preparar uma base para o motor. Na maioria das vezes, é uma estrutura de ferro regular, onde os cantos de ferro são fixados. As dimensões de tal cama dependerão principalmente das dimensões do próprio motor.

Após a seleção, é necessário cortar os cantos do comprimento adequado e soldar a própria estrutura, o que deve permitir a colocação de todos os elementos do futuro gerador de calor.

Em seguida, você precisa cortar outro canto para montar o motor elétrico e soldá-lo à estrutura, mas transversalmente. O toque final na preparação da moldura é a pintura, após a qual já é possível montar a usina e a bomba.

Aplicativo

Na indústria e na vida cotidiana, os geradores de calor por cavitação encontraram implementação em uma ampla variedade de áreas de atividade. Dependendo do conjunto de tarefas, eles são usados ​​para:

• Aquecimento - no interior das instalações, a energia mecânica é convertida em energia térmica, através da qual o líquido aquecido se desloca no sistema de aquecimento. Deve-se notar que os geradores de calor por cavitação podem aquecer não apenas instalações industriais, mas também aldeias inteiras.
• Aquecimento de água corrente - a unidade de cavitação é capaz de aquecer rapidamente um líquido, podendo facilmente substituir uma coluna a gás ou elétrica.
• Mistura de substâncias líquidas - devido à rarefação nas camadas com a formação de pequenas cavidades, tais agregados permitem alcançar a qualidade adequada de mistura de líquidos que não se combinam naturalmente devido às diferentes densidades.

Conversa sobre máquinas de movimento perpétuo: fábulas científicas

Victor Schauberger

O físico austríaco Viktor Schauberger, quando era engenheiro florestal, desenvolveu um curioso sistema para fazer rafting em toras. Na aparência, lembrava as curvas de rios naturais, e não uma linha reta. Seguindo por uma trajetória tão peculiar, a árvore chegou mais rápido ao seu destino. Schauberger explicou isso reduzindo as forças de atrito hidráulico.

Rumores dizem que Schauberger ficou interessado no movimento de vórtice de um fluido. Os amantes da cerveja austríacos na competição giraram a garrafa para dar um movimento giratório à bebida. A cerveja voou para a barriga mais rápido, o astuto venceu. Schauberger repetiu o truque sozinho e ficou convencido de sua eficácia.

O caso descrito não deve ser confundido com um vórtice de águas residuais, sempre girando em uma direção. A força Coriolis se deve à rotação da Terra e acredita-se que tenha sido vista por Giovanni Battista Riccioli e Francesco Maria Grimaldi em 1651. O fenômeno foi explicado e descrito em 1835 por Gaspard-Gustav Coriolis. No momento inicial, devido ao movimento aleatório do fluxo de água, há uma distância do centro do funil, a trajetória é torcida em espiral. Devido à pressão da água, o processo ganha força, forma-se uma depressão em forma de cone na superfície.

Viktor Schauberger, aproximadamente em 10 de maio de 1930, recebeu a patente austríaca nº 117749 para uma turbina de projeto específico em forma de broca afiada. Segundo o cientista, em 1921 foi feito um gerador a partir dele, abastecendo toda uma fazenda. Schauberger argumentou que a eficiência do aparelho é próxima a 1000% (três zeros).

1. A água era torcida em espiral na entrada do cano do ramal.
2. A mencionada turbina ficava na entrada.
3. As espirais de guia combinaram com a forma do fluxo, resultando na transferência de energia mais eficiente.

Todo o resto sobre Viktor Schauberger se resume à ficção científica. Dizem que ele inventou o motor Repulsion, que impulsionou o disco voador que defendeu Berlim durante a Segunda Guerra Mundial. Após o fim das hostilidades, ele foi contratado e se recusou a compartilhar suas próprias descobertas que poderiam trazer grandes danos à paz na Terra. Sua história, como duas gotas de água, lembra o que aconteceu com Nikola Tesla.

Acredita-se que Schauberger montou o primeiro gerador de calor por cavitação. Há uma foto onde ele está ao lado deste "forno".Em uma de suas últimas cartas, ele afirmou ter descoberto novas substâncias que tornam possíveis coisas incríveis. Por exemplo, purificação de água. Ao mesmo tempo, alegando que suas opiniões abalariam os fundamentos da religião e da ciência, ele previu a vitória dos "russos". Hoje é difícil avaliar o quão próximo o cientista permaneceu da realidade seis meses antes de sua morte.

Richard Clem e o motor de vórtice

Richard Clem, segundo suas próprias palavras, estava testando uma bomba de asfalto no final de 1972. Ele ficou alarmado com o comportamento estranho da máquina após o desligamento. Iniciando experimentos com óleo quente, Richard rapidamente chegou à conclusão de que havia algo como uma máquina de movimento perpétuo. Um rotor de formato específico feito de um cone cortado por canais espirais é equipado com bocais divergentes. Girou até uma determinada velocidade, continuou se movendo, tendo tempo para acionar a bomba de óleo.

O nativo de Dallas concebeu um teste de 600 milhas (1000 km) até El Paso, então decidiu publicar a invenção, mas só chegou a Abilene, culpando a falha em um eixo fraco. Nas notas sobre o assunto, é dito que o cone tinha que ser girado até uma determinada velocidade e o óleo tinha que ser aquecido a 150 graus Celsius para que tudo funcionasse. O dispositivo entregou uma potência média de 350 e um peso de 200 libras (90 kg).

A bomba funcionou a 300 - 500 psi (20 - 30 atm.), E quanto maior a densidade do óleo, mais rápido o cone girou. Richard morreu logo depois, e o trabalho foi retirado. O número de patente US3697190 para uma bomba de asfalto é fácil de encontrar na Internet, mas Clem não fez referência a ele. Não há garantia de que uma versão "funcional" não tenha sido removida anteriormente da documentação do bureau. Os entusiastas de hoje criam motores Clem e demonstram como eles funcionam no YouTube.

Claro, isso é apenas uma aparência de design, o produto é incapaz de criar energia livre para si mesmo. Clem disse que o primeiro motor não servia para nada e teve de contornar 15 empresas em busca de financiamento. O motor funciona a óleo para fritar, a temperatura de 300 graus não resiste ao automóvel. De acordo com repórteres, a bateria de 12 volts é considerada a única fonte de energia visível da lateral do aparelho.

O motor entrou em cavitação por um motivo simples: periodicamente, o óleo já quente precisava ser resfriado por meio de um trocador de calor. Portanto, algo dentro de si estava funcionando. Em reflexão, os pesquisadores atribuíram isso ao efeito da cavitação na entrada da bomba e dentro do tubo de distribuição. Enfatizamos: "Nem um único motor Richard Clem fabricado hoje está operacional."

Apesar disso, a Agência Russa de Energia publicou informações no banco de dados (energy.csti.yar.ru/documents/view/3720031515) com a condição de que o design do (s) motor (es) se assemelhe à turbina Nikola Tesla.

Prós e contras

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

As vantagens de tais dispositivos incluem:

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

As desvantagens dos geradores de calor de cavitação incluem:

• Dimensões relativamente grandes - os modelos elétricos e a combustível são muito menores, o que é importante quando instalados em uma sala já operada;
• Ruído elevado devido ao funcionamento da bomba de água e do próprio elemento de cavitação, o que dificulta a sua instalação em domicílios;
• Relação ineficaz de potência e desempenho para salas com uma pequena área quadrada (até 60m2 é mais lucrativo usar uma unidade a gás, combustível líquido ou energia elétrica equivalente com um elemento de aquecimento). \

Vantagens e desvantagens

Como qualquer outro dispositivo, um gerador de calor do tipo cavitação tem seus lados positivos e negativos.
Entre as vantagens os seguintes indicadores podem ser distinguidos:

• disponibilidade;
• grande economia;
• não superaquece;
• Eficiência tendendo a 100% (é extremamente difícil para outros tipos de geradores atingirem tais indicadores);
• disponibilidade de equipamentos, o que torna possível a montagem do aparelho em nada pior do que o de fábrica.

Os pontos fracos do gerador Potapov são considerados:

• dimensões volumétricas que ocupam uma grande área da sala de estar;
• alto nível de ruído do motor, o que torna extremamente difícil dormir e descansar.

O gerador usado na indústria difere da versão doméstica apenas no tamanho. No entanto, às vezes a potência de uma unidade doméstica é tão alta que não faz sentido instalá-la em um apartamento de um cômodo, caso contrário, a temperatura mínima durante a operação do cavitador será de pelo menos 35 ° C.

O vídeo mostra uma versão interessante de um gerador de calor de vórtice para combustível sólido

DIY CTG

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

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

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

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

Como fazer

Para criar um gerador de calor caseiro, você precisará de um moedor, uma furadeira elétrica e uma máquina de solda.

O processo continuará da seguinte forma:

1. Primeiro é preciso cortar um pedaço de um tubo bastante grosso, com diâmetro total de 10 cm e não mais que 65 cm de comprimento, depois fazer uma ranhura externa de 2 cm nele e cortar o fio.
2. Agora, exatamente a partir do mesmo tubo, é necessário fazer vários anéis, de 5 cm de comprimento, após os quais é cortado um fio interno, mas apenas de um lado (ou seja, meias argolas) de cada um.
3. Em seguida, você precisa pegar uma folha de metal com espessura semelhante à do tubo. Faça tampas disso. Eles precisam ser soldados aos anéis no lado não rosqueado.
4. Agora você precisa fazer orifícios centrais neles. No primeiro, deve corresponder ao diâmetro do bocal e, no segundo, ao diâmetro do bocal. Ao mesmo tempo, no interior da tampa que será utilizada com o bico, é necessário fazer um chanfro com uma broca. Como resultado, o bico deve sair.
5. Agora conectamos o gerador de calor a todo o sistema. O orifício da bomba, de onde é fornecida a água sob pressão, deve ser conectado ao tubo de derivação localizado próximo ao bocal. Conecte o segundo tubo de ramal à entrada do próprio sistema de aquecimento. Mas conecte a saída deste último à entrada da bomba.

Assim, sob a pressão criada pela bomba, o refrigerante na forma de água começará a fluir pelo bico. Devido ao movimento constante do refrigerante dentro desta câmara, ele vai aquecer. Depois disso, ele entra diretamente no sistema de aquecimento. E para poder regular a temperatura resultante, você precisa instalar uma válvula de esfera atrás do tubo de derivação.

Ocorrerá uma mudança de temperatura na mudança de posição, se passar menos água (estará na posição semicerrada). A água ficará e se moverá por mais tempo dentro da caixa, devido ao qual sua temperatura aumentará. É assim que funciona um aquecedor de água semelhante.

Assista ao vídeo, que dá conselhos práticos sobre como fazer um gerador de calor de vórtice com suas próprias mãos:

Ao lidar de perto com as questões de aquecimento e aquecimento de uma casa, muitas vezes nos deparamos com o fato de que alguns dispositivos ou materiais milagrosos aparecem como uma descoberta do século. Após um estudo mais aprofundado, descobriu-se que esta é outra manipulação. Um exemplo claro disso é um gerador de calor por cavitação. Em teoria, tudo acaba sendo muito lucrativo, mas até agora na prática (em pleno processo de operação) não foi possível comprovar a eficácia do dispositivo. Ou não houve tempo suficiente ou nem tudo foi tão tranquilo.