Эффект юткина для нагрева воды


Эффект юткина для нагрева воды

Эффект юткина для нагрева воды

Эффект юткина для нагрева воды

Настоящая статья посвящена изложению основ конструирования и физики процессов оригинальных бестопливных водяных теплогенераторов (ТГ) нового поколения -экономичных бесконтактных вихревых кавитационно- электрогидроударных теплогенераторов третьего поколения. Обсуждаются также и оригинальные совмещенные конструкции тепло-электрогенераторов электрогидроударного типа.

Цель данной статьи

Первой целью статьи является анализ состояния разработок в сфере бестопливных ТГ Одна из важных целей данной работы – выдвижение и обоснование технического предложения и начальная эскизная проработка оригинального ТГ третьего поколения (вообще без электромеханического насоса) на мощность 15 квт, широко применимого для автономных жилищ типа коттеджей. Ниже в виде краткого обзора приводятся отрывками наиболее интересные работы, найденные в Интернете по истории развития, классификации и обоснованию методов повышения тепловой эффективности вихревых ТГ.

ВВЕДЕНИЕ

Конструкция кавитационного теплогенератораПроблема получения дешевого тепла бестопливным способом по-прежнему, весьма актуальна в мире, и особенно в Северных странах. Несмотря на то, что разработка такого класса ТГ активно ведется в развитых странах, – тем не менее до сих пор таких дешевых и надежных ТГ в мире так и не создано и нет в продаже.

Известные альтернативные , серийно выпускаемые в том числе и ,например, кавитационные вихревые ТГ, имеют ряд существенных недостатков, сдерживающих их массовое внедрение. В частности они пока достаточно сложны, дороги и недолговечны, из-за применения в их конструкциях механических кавитаторов и электромеханических насосов.

Однако применение электрогидроударного в кавитационных теплогенераторах позволяет устранить эти недостатки аналогов и создать действительно эффективный и надежный ТГ нового поколения.

");

Краткий сравнительный анализ вихревых ТГ

Отметит сразу что пока законченной и непротиворечивой теории вихревых ТГ до сих пор не существует, несмотря на простоту этого устройства. "На пальцах" же объясняют, что при раскручивании газа в вихревой трубе он под действием центробежных сил сжимается у стенок трубы, в результате чего нагревается тут, как нагревается при сжатии в насосе. А в осевой зоне трубы, наоборот, газ испытывает разрежение, и тут он охлаждается, расширяясь. Выводя газ из пристеночной зоны через одно отверстие, а из осевой - через другое, достигают разделения исходного потока воды на горячий и холодный потоки.

Все , несмотря на многообразие их конструкций, отличаются двумя общими особенностями.

Во-первых, в качестве рабочего тела в них используется только жидкость, преимущественно – вода. Во-вторых, вода подвергается специальной механической обработке – механоактивации.

Именно в результате специальной механической обработки происходит нагревание рабочего тела – воды и производство тепла теплогенератором. Процесс механоактивации, независимо от конкретных способов его осуществления, заключается в том, что воду путем механического воздействия на нее приводят в состояние сложного неравномерного движения.

Выбор вида движения, сообщаемого воде, производится эмпирически, как правило, по принципу «чем сложней, тем эффективней».

Сколько-нибудь содержательных теорий на этот счет не существует. Различные виды теплогенераторов отличаются между собой, в основном, способами формирования неравномерного потока рабочего тела.

Число предложенных к настоящему времени формирователей потока настолько велико, а их конструкции настолько разнообразны и неоднородны, что с трудом поддаются содержательной систематизации.

Приведенная в конце статьи библиография дает представление о масштабах информационного бума в этой области техники.

Тем не менее, при самом общем подходе, во всем многообразии конструкторских решений можно выделить три существенно различающиеся между собой разновидности теплогенераторов: пассивные тангенциальные, пассивные аксиальные и активные.

К пассивным ТГ здесь отнесены теплогенераторы статического типа, не содержащие подвижных частей в устройствах формирования потока жидкости. Механическая активация рабочего тела в этих генераторах происходит в процессе и в результате взаимодействия движущейся жидкости с неподвижными элементами рабочей камеры, выполненными и расположенными таким образом, чтобы наиболее эффективно формировать поток с резко выраженной нелинейностью пространственного распределения мгновенных скоростей жидкости как по величине, так и по направлению.

"); ");

Принцип действия пассивного теплогенератора в значительной мере определяется способом ввода потока жидкости в его рабочую камеру – тангенциальным или аксиальным, поэтому генераторы этого вида целесообразно разделить на две подгруппы: с тангенциальным и с аксиальным вводами потока.

К активным здесь отнесены теплогенераторы динамического типа, в которых механическая активация рабочего тела происходит в результате воздействия на жидкость подвижных активирующих элементов генератора – вращающихся, колеблющихся или совершающих сложное движение.

Способ ввода потока жидкости в рабочую камеру активного теплогенератора не имеет принципиального значения и не использован в качестве классификационного признака.

Более существенным для этой разновидности генераторов является характер движения подвижного активирующего элемента.

Механоактивация воды

Установлено, что многие физические свойства жидкой воды могут обратимо изменяться в результате ее механической обработки. Так, например, численные значения относительной статической диэлектрической проницаемости e, теплоемкости С, коэффициента n преломления света и др. механоактивированной воды могут существенно отличаться от справочных значений, характеризующих обычную воду.

По нашему мнению, одной из наиболее существенных причин подобных отличий служат кавитационные явления, сопровождающие механоактивацию жидкости. Т.к. поверхности кавитационных полостей являются границами раздела фаз, приповерхностные слои жидкости вблизи границ раздела находятся в механически напряженном состоянии, существенно отличающемся от состояния свободной жидкости.

При развитой кавитации относительный объем приповерхностных областей жидкости становится весьма значительным: в каждом миллилитре кавитирующей жидкости содержится от 103 до 105 парогазонаполненных пульсирующих кавитационных пузырьков со средним диаметром около 10 мкм каждый.

Поэтому физические свойства механоактивированной кавитирующей жидкости не могут не зависеть от ее свойств в приповерхностных областях.

Вследствие механоактивации в завихрителе поток воды характеризовался крайне неравномерным распределением локальных скоростей и, соответственно, – высокими градиентами механических напряжений в жидкости; в потоке возникали области с отрицательными давлениями и создавались условия для разрыва сплошности жидкости и развития кавитационных процессов, сопровождавшихся наглядным признаком кавитации – сонолюминесцентным свечением жидкости [59, 60], при этом на выход струезавихрителя поступала кавитирующая горячая вода, в близком к дисперсному состоянии.

Эффективность тепловыделения воды в вихре

Количество тепла, выделяющееся при механоактивации воды в генераторе, зависит от теплоты фазового перехода и мощности, рассеиваемой в воде при ее активации.

То, что механическое воздействие на жидкость в замкнутом объеме приводит к ее нагреву, установили ещё великий Джеймс П. Джоуль(1818-1889) и его современник немецкий физик Роберт Майер, определившие механический эквивалент теплоты (это сыграло большую роль обосновании закона сохранения и превращения энергии).

Но только в наше время установлено, что в тепло может быть превращена не только механическая работа привода, но и внутренняя энергия жидкости (на основе использования свойств жидкости, проявляющихся при особых условиях её взаимодействия с поверхностями твердых тел, а также между внутренними слоями жидкости — в режиме кавитации).При таких режимах температура воды на выходе ВНЖ может не соответствовать энергии привода на нагревание воды, что неоднократно фиксировалось разными исследователями. Причинами этого явления представляется наиболее убедительной в рамках теории структурирования жидкости, разработанной киевским профессором И.М.Федоткиным. Поэтому рабочий процесс ВНЖ описан далее именно на основе этой теории, согласно которой физические свойства жидкости могут обратимо изменяться в результате структурирования. Значения относительной статической диэлектрической проницаемости ε, теплоемкости С, других показателей структурированной воды могут существенно отличаться от справочных значений (для обычной воды). Причиной этих отличий служат кавитационные явления. Развитая кавитация в рабочем теле (в каждом кубическом миллилитре жидкости содержится до 105 кавитационных каверн со средним диаметром около 10 мкм) создаёт обширные поверхности раздела фаз. Диэлектрическая проницаемость ε воды в тонкой пленке или в капле значительно меньшей проницаемости воды в свободном объеме. При уменьшении толщины d плоского слоя воды от 40 до 10 мкм, ее относительная диэлектрическая проницаемость монотонно убывает от номинального значения ε = 81 до значения ε = 10 ± 3, т.е. уменьшается почти на порядок.

Как получить аномальное выделение тепла из воды в вихревых ТГ?

Для этого надо повысить интенсивность кавитационного процесса во воде при минимуме энергозатрат, например использовать наряду с кавитаторами и оригинальные гидроударные устройства в ТГ нового поколения. Об этом ниже.

Некоторые иные научно-технические предпосылки и аналоги к разработке эффективного ЭГД-ударного (Н2-взрывного) водяного теплогенератора нового поколения.

"); ");

Физической сущностью оригинального водяного ТГ гидроударного типа является высвобождение внутренней энергии воды и ее полезное использование для ее нагрева, за счет приведения жидкости в сверхдинамическое состояние-для ее готовности к детонации и распаду на Н2 и О2 с последующим взрывом в ней этой гремучей смеси и последующим нагревом воды. Для этого в воде могут быть использованы как обычные гидроудары или электрогидродинамические удары, так и иные способы ее мощного разгона воды в специальных конструкциях в специальных устройствах вплоть до встречного соударения водяных потоков, обеспечивающего интенсивное тепловыделение в воде.

Принцип работы и физика процесса гидроударного ТГ

Импульсно и мощно ускоренная в замкнутом объеме струя жидкости например воды –например в объеме в виде отрезка проводника, приобретает свойство монолита), с помощью искусственно вызываемых аномальных физических явлений, для последующего взрыва. Согласно квантовой теории, если облако электронов каким-то образом упорядочить, их кинетическая энергия возрастет. Иными словами, стоит хотя бы часть свободных электронов сгруппировать, "отвлечь" от роли клея, собрав, например, в направленный поток, как одноименно заряженные ионы, мгновенно покинут узлы решетки, отталкиваясь, друг от друга. В этом и кроется постоянная готовность молекулярной решетки к взрыву. Взорвать молекулярную решетку в жидкости можно тремя силами: электрической, квантовой или механической, воздействуя ими только на свободные электроны. Наблюдения и опыты доктора технических наук, академика Российской академии ракетно-артиллерийских наук В. Яворского, доказали превышение выделившейся тепловой энергии над кинетической энергией ударника. С массой снаряда (4,05 кг), скорость (1390 м/с), превышает кинетическую энергию снаряда более чем в 4 раза, с массой 61,5 г и 88,5 г, скорость (1000-1240 м/с) составило 20% и 48%, соответственно. Из чего наглядно видно влияние масштабного фактора - зависимости эффекта от кинетической энергии вещества (ударника снаряда).

Возможны различные схемные варианты реализации данного изобретения –способа выделения внутренней энергии из воды.

Рассмотрим некоторые из них.

Аномальный гидроводородный реактор содержит круглую или тороидальную емкость с разнополярными токопроводящими элементами, контактирующими со сторонами окружностей вращающегося тора из жидкости, причем интенсивный разгон и вращение жидкости в торе, осуществляется с помощью реактивного привода использующего энергию, вырабатываемую в устройстве омегообразной формы, за счет разгона жидкости, до скорости сгруппирования (слипания в единое целое кластеров с ними )хотя бы определенной части свободных электронов воды, которые при столкновении, выделяют энергию, сопровождаемую взрывом; причем разгон и вращение жидкости, осуществляется с помощью реактивного привода использующего энергию, вырабатываемую, за счет разгона основным потоком, периферийного потока, в котором формируется струя, разогнанная до скорости сгруппирования части свободных электронов, находящееся в пространственном движении (создается отрезок проводника), и на эту струю периодически воздействует детонационная сила, взрывающая ее; Что для осуществления электрических разрядов, используется, электроэнергия, конденсаторного типа, вырабатываемая за счет разности потенциалов, окружностей тора жидкости; Что разгон и вращение жидкости, а также дополнительная детонация сформированной струи, осуществляется с помощью взрыва, отобранной топливной смеси, образующейся в устройстве; Что внешнее кольцо данного устройства может работать как самостоятельный . В связи с сопутствующими эффектами, устройство может быть применено в качестве генератора водорода и электроэнергии. В результате быстрого встречного столкновения жидкостей, электрического разряда, воздействия плазмы, ультразвуковых и кавитационных процессов, жидкость взрывается, и полностью, либо частично (в зависимости от разгона и мощности разряда), распадается на водород и кислород, а затем окисляется (сгорает), в обоих случаях, производя большое количество энергии (т.е. для выделении водорода, за период, в микросекунды, задействуются практически все современные технологии), для усиления эффекта, камера 8., перед взрывом, как и камера, может заполняться гремучим газом.

АНАЛИЗ НЕДОСТАТКОВ ДАННЫХ АНАЛОГОВ ГИДРОУДАРНЫХ ТГ

Сложные конструкции таких устройств и наличие вращающеегося привода.

Взрывного гидроудар от взрыва расплавленной проволоки в воде

Данный вариант ударного Н2-ТГ конструктивно достаточно сложный в реализации, поскольку использует электропривод и сложную гидромеханику.

Возможен также иной апробированный ранее в опытах метод интенсивного разгона воды путем мгновенного расплавления в ней тонкой проволоки при пропускании по ней значительного импульсного тока от исходно заряженного высоковольтного эл.конденсатора – это по сути известный принцип работы электрического предохранителя –только с погружением данного проволочного «предохранителя» в воду. Суть физического явления такого гидроудара в следующем.

На металлический волосок(тонкий провод), заранее помещенный в воду, подаётся импульсное напряжение 20000 вольт, и этот волосок от почти мгновенного испарения металла ,взрывается с температурой в миллионы градусов, создавая огромное давление в жидкости.

В этом случае в воде также возникает мощный гидроудар от выделения в зоне обрыва проволоки при ее импульсном расплавлении – Н2 и О2 полученных в этой рабочей паровой зоне из воды импульсной термоионизацией и ее последующий мощный разгон вследствии возникновения мощных гидроударных волн. Однако этот метод тоже сложен в реализации и требует использование прецизионного устройства = ленто-проволоко- протяжного механизма.

Электрогидродинамический удар (эффект юткина)

Известно и давно используется в разных отраслях промышленности явление электрогидроудара, основанное на импульсном эл. разряде в воде, с параметрами Эл разряда определенных параметров (эффект Юткина ). Его реализация позволяет осуществлять гидроудар технически и конструктивно наиболее просто и вообще без вращающихся частей и без электронасоса.

Вывод по анализу аналогов

Наиболее удобен и прост в практической реализации малоэлектрозатратного гидроударного Н2 -ТГ именно основанный на эффекте Юткина.

Одновременно предполагается использовать в данном новом ТГ и явления и элементы известных вихревых и кавитационных ТГ.

Поэтому на первом этапе апробации данного комбинированного вихрево- кавитацинного гидроударного принципа использования скрытой энергии воды для ее интенсивного нагрева рассмотрим намного более простой вариант гидроударного насоса для устройства ТГ на основе ЭГД-ударного эффекта Юткина, описанный ниже.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО БЕСКОНТАКТНОГО ТЕПЛОГЕНЕРАТОРА ЭГД-ТГ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

В настоящем разделе статьи выдвигается и обосновывается техническое предложение . в котором конкретизируется и обосновывается конструкция нового ТГ и раскрывается по сути физических явлений в данном теплогенераторном устройстве техническое предложение автора по конструктивному и схемному развитию его более раннего изобретения - оригинального эффективного гидродинамического теплогенератора ЭГД-ТГ типа бесконтактного кавитационно- вихревого ТГ третьего поколения на выходную тепловую мощность примерно 15 квт.

Первое предлагамое ранее устройство эгд- тг

Кавитационный теплогенераторВ опубликованной ранее основополагающей статье автора Дудышева В.Д. «Метод преобразования скрытой энергии воды от ЭГД- удара в ней в иные виды энергии» в журнале «Новая Энергетика» за декабрь 2005 года -даны только основы работы таких ТГ и изложен физический принцип и только некоторые важные элементы конструкции и особенности конструкции кавитационного теплогенератора (ТГ) электрогидроударного типа. Напомним главное в нем.

Если кратко, то суть их принципа действия устройства ЭГД- ТГ сводится к выделению внутренней энергии воды в виде нагрева воды за счет цикличных мощных электрогидроударов в воде, приводящих к активной интенсивной кавитации воды ,возникающей при протекании в ней цикличных электрических разрядов определенных параметров и последующих электрогидроударов.

Основное достоинство данного ТГ состоит в отсутствии вращающегося кавитатора и громоздкого и прожорливого электродвигателя насоса.

Но в первом варианте такого ЭГД- ТГ эффективность кавитационных устройств и как следствие процессов нагрева воды была недостаточна.

Полезные конструктивные новшества предлагаемого этг –тг

В последнее время автором предложены и заложены в конструкцию ТГ дополнительные конструктивно- технические новшества возможности существенного повышения аномально высокого теплового кпд такого устройства (эксергии) до 10 и более.

Поясним их подробнее:

1. в данном ТГ предлагается совместить вихревой принцип создания кавитации воды с принципом скачкообразного перепада давлений воды в вихревой камере и установить сопла Лаваля на выходе ЭГД_ -ударного насоса.

2. предлагаю создать поэтапное каскадирование и совмещение кавитаторов в таком ТГ для повышения интенсивности кавитации, причем кавитаторами разных типов включая кавитатора – типа сопла Лаваля 

3. Для повышения эффективности тепловыделения в данной конструкции ТГ предлагается вихревая камера с встречным направлением водяных вихрей и зоной гидроудара этих вихрей Для этого предлагаю оснастить ее двумя тангенциальными вводами в нее трубопроводов с электрогидроразрядной камеры, причем оснастить ее устройством поворота данных тангенциальных входных патрубков и по нормали к оси вращения данной камеры с тем , чтобы осуществить регулируемый угол захода скоростного потока воды в нее 
4. Предлагаю регулятор частоты и мощности электрических разрядов в ЭГД камере для создания регулируемой частоты гидроударов в ЭГД камере для регулирования интенсивности перекачки воды и регулирования тепловой мощности ТГ 
5. Предлагаю ввести в конструкцию ТГ накопительную емкость с водой для релаксации ее состояния после указанного активного электрогидродинамического воздействия на нее 
6. предлагаю ввести дополнительно в вихревую гидроударную статическую камеру дополнительный статический в виде внутреннего перфорированного цилиндра с отверстиями в нем выполненными определенным образом и с определенными диаметрами 
7. в электрической высоковольтной части устройства предлагаю использовать серийные блоки высокого напряжения и малогабаритные вакуумные выключатели 
8. предлагается оригинальная монтажная компоновка блоков данного ТГ.

Автор: Дудышев Валерий Дмитриевич

Разместил статью:
Дата публикации:  15-04-2007, 14:33


Источник: http://www.ntpo.com/izobreteniya-dudysheva/7490-ekonomichnyy-kavitacionno-gidrodinamichnyy-teplogidroelektrogenerator-dudysheva.html



Эффект юткина для нагрева воды

Эффект юткина для нагрева воды

Эффект юткина для нагрева воды

Эффект юткина для нагрева воды

Эффект юткина для нагрева воды

Эффект юткина для нагрева воды

Эффект юткина для нагрева воды

Эффект юткина для нагрева воды

Эффект юткина для нагрева воды

Эффект юткина для нагрева воды