Penjana Haba Vortex

Penjana haba vorteks adalah pemasangan yang membolehkan anda menerima tenaga haba dalam peranti khas dengan menukar tenaga elektrik.

Sejarah yang pertama penjana haba berputar berakar pada abad ketiga pertama abad ke-20, ketika jurutera Perancis Joseph Rank menghadapi kesan tak terduga, meneroka sifat-sifat vorteks buatan yang dihasilkan dalam peranti yang dikembangkannya - tabung vorteks. Inti dari kesan yang diperhatikan ialah pada saat keluar dari tabung vorteks pemisahan aliran udara mampat ke aliran panas dan sejuk diperhatikan.

Penyelidikan di kawasan ini diteruskan oleh pencipta Jerman Robert Hillsch, yang dalam empat puluhan abad yang lalu meningkatkan reka bentuk tiub vorteks Rank, mencapai peningkatan perbezaan suhu kedua aliran udara di saluran keluar paip. Walau bagaimanapun, kedua-dua Rank dan Hilsch gagal secara teoritis menyokong kesan yang diperhatikan, yang menunda permohonan praktikalnya selama beberapa dekad. Harus diingat bahawa penjelasan teori yang lebih kurang memuaskan tentang kesan Rank-Hills dari sudut pandang aerodinamik klasik masih belum dijumpai.

Salah satu saintis pertama yang datang dengan idea untuk memasukkan cecair ke dalam paip Rank ialah saintis Rusia Alexander Merkulov, profesor di Kuybyshevsky (sekarang Samara) Universiti Aeroangkasa Negeri, yang dikreditkan dengan membangunkan asas-asas teori baru. Dicipta oleh Merkulov pada penghujung tahun 1950-an, Makmal Penyelidikan Industri Mesin Haba dan Mesin Pendinginan membawa sejumlah besar penyelidikan teoretikal dan eksperimen mengenai kesan vorteks.

Idea untuk menggunakan udara tidak dimampatkan tetapi air sebagai cecair kerja dalam tabung vorteks adalah revolusioner, kerana air, tidak seperti gas, tidak dapat dikompresikan. Oleh itu, kesan pemisahan aliran menjadi sejuk dan panas tidak boleh dijangka. Walau bagaimanapun, hasilnya melebihi semua jangkaan: air melalui "koklea" dengan cepat dipanaskan (dengan kecekapan melebihi 100%).

Ahli sains mendapati sukar untuk menerangkan keberkesanan proses yang sama. Menurut sesetengah penyelidik, peningkatan yang tidak normal dalam suhu cecair disebabkan oleh proses mikrokavitasi, iaitu "runtuh" ​​mikro (buih) yang dipenuhi gas atau wap, yang terbentuk semasa putaran air dalam siklon. Ketidakupayaan untuk menjelaskan kecekapan tinggi proses yang diperhatikan dari sudut pandang fizik tradisional telah membawa kepada hakikat bahawa tenaga haba pusaran telah tegas menegaskan dirinya dalam senarai arahan "pseudoscientific".

Sementara itu, prinsip ini diterima pakai, yang membawa kepada pembangunan model kerja haba dan penjana kuasa yang melaksanakan prinsip yang diterangkan di atas. Pada masa ini, beratus-ratus penjana haba vorteks pelbagai kapasiti yang dihasilkan oleh beberapa perusahaan penyelidikan dan pengeluaran domestik berjaya beroperasi di Rusia, beberapa republik bekas Kesatuan Soviet, dan beberapa negara asing.

Rajah. Rajah gambarajah penjana haba vorteks

Pada masa ini, perusahaan perindustrian menghasilkan penjana haba vorteks pelbagai reka bentuk.

Rajah. 2. Penjana haba vorteks "MESTI"

The Angstrem Tver Research and Development Enterprise telah membangunkan penukar tenaga elektrik ke dalam haba - penjana haba vorteks "MESTI". Prinsip tindakannya dipatenkan oleh R.I. Mustafayev (Pat 2132517) dan membolehkan anda menerima tenaga panas langsung dari air. Reka bentuk tidak mempunyai unsur pemanasan, dan hanya pam yang pam air dikuasakan oleh elektrik.Satu blok pemecut cecair dan alat brek terletak di dalam badan penjana haba vorteks. Ia terdiri daripada beberapa tiub vorteks reka bentuk khas. Pencipta mendakwa bahawa tiada alat yang direka untuk tujuan ini mempunyai pekali yang lebih tinggi.

Kecekapan tinggi bukan satu-satunya kelebihan penukar baru. Para pemaju menganggapnya sangat menjanjikan untuk menggunakan penjana haba vorteks mereka yang baru dibina, serta objek jauh dari pemanasan daerah. MUST swirl generator panas boleh dipasang terus dalam rangkaian pemanasan dalaman yang terbentuk objek, serta dalam bidang teknologi.

Tidak mustahil untuk mengatakan bahawa kebaruan masih lebih mahal daripada dandang tradisional. Angstrom sudah menawarkan pelanggannya beberapa penjana MEST dengan kapasiti dari 7.5 hingga 37 kW. Mereka mampu memanaskan bilik dari 600 hingga 2200 meter persegi, masing-masing.

Nisbah penukaran elektrik adalah 1.2, tetapi boleh mencapai 1.5. Secara keseluruhannya, kira-kira seratus HARUS berputar generator haba beroperasi di Rusia. Model yang dihasilkan oleh generator MUST panas membolehkan bilik pemanasan sehingga 11,000 m3. Berat pemasangan adalah dari 70 hingga 450 kg. Kuasa haba pemasangan MUST 5.5 ialah 7112 kcal / j, kuasa terma pemasangan MUST 37 adalah 47840 kcal / h. Pengangkut haba yang digunakan dalam MUST swirl generator panas boleh menjadi air, antifreeze, polyglycol, atau cairan tanpa pembekuan yang lain.

Rajah. 3. Penjana haba vorteks "VTG"

Penjana haba vorteks VTG Ia adalah badan silinder yang dilengkapi dengan siklon (siput dengan salur masuk tangen) dan peranti brek hidraulik. Cecair kerja di bawah tekanan dibekalkan ke salur masuk siklon, selepas itu ia melewatinya dalam laluan yang rumit dan ditekan dalam alat brek. Tekanan tambahan dalam paip rangkaian pemanasan tidak dibuat. Sistem ini beroperasi dalam mod berdenyut, menyediakan mod suhu yang telah ditetapkan.

Air atau cecair bukan agresif (antibeku, antifreeze) digunakan sebagai pembawa haba di VTG, bergantung kepada zon iklim. Proses pemanasan cecair berlaku disebabkan oleh putarannya mengikut undang-undang fizikal tertentu, dan bukan di bawah pengaruh elemen pemanasan.

Koefisien penukaran tenaga elektrik ke dalam haba dari generasi pertama VTG penjana haba vorteks adalah sekurang-kurangnya 1.2 (iaitu KPI sekurang-kurangnya 120%). Di VTG, ia hanya digunakan pada pam pam elektrik, dan air mengeluarkan tenaga haba tambahan.

Pemasangan berfungsi dalam mod automatik, dengan mengambil kira suhu ambien. Mod pengendalian dikawal oleh automasi yang boleh dipercayai. Pemanasan aliran langsung cecair adalah mungkin (tanpa gelung tertutup), sebagai contoh, untuk menghasilkan air panas. Pemanasan berlaku dalam 1-2 jam, bergantung kepada suhu luar dan jumlah bilik yang dipanaskan. Koefisien penukaran tenaga elektrik (KPI) ke dalam haba adalah lebih tinggi daripada 100%.

Penjana haba vorteks VTG diuji di pelbagai institut penyelidikan, termasuk RSC Energia dinamakan S.P. Korolev pada tahun 1994, di Institut Aerodinamik Pusat (TsAGI) mereka. Zhukovsky pada tahun 1999. Ujian telah mengesahkan kecekapan tinggi penjana haba vorteks VTG berbanding dengan jenis pemanas lain (elektrik, gas, dan juga mengusahakan bahan api cecair dan pepejal). Pada pengeluaran haba yang sama seperti tumbuhan pemanasan tradisional, unit penjanaan haba vorteks peronggaan makan elektrik kurang.

Pemasangan ini dicirikan oleh prestasi keseluruhan tertinggi, mudah dikekalkan dan mempunyai hayat perkhidmatan lebih daripada 10 tahun. Penjana haba vorteks VTG dibezakan dengan dimensi kecil: kawasan yang diduduki, bergantung kepada jenis penjana haba, adalah 0.5-4 sq.m. Atas permintaan pelanggan, ada kemungkinan untuk mengeluarkan generator untuk operasi dalam persekitaran yang agresif. Penjana haba vorteks pelbagai kapasiti juga dihasilkan oleh perusahaan lain.