Como fazer um gerador de calor de cavitação para aquecimento com suas próprias mãos e escolher uma bomba

Dispositivo e princípio de operação

O princípio de funcionamento de um gerador de calor por cavitação consiste no efeito de aquecimento devido à conversão da energia mecânica em calor. Agora vamos dar uma olhada mais de perto no próprio fenômeno da cavitação. 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 atinge 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 ponto de estreitamento da tubulação. Quando o fluxo de água atinge o bocal, a pressão do líquido aumenta significativamente e a formação de bolhas de cavitação começa. Na saída do bico, as bolhas liberam energia térmica e a pressão após passar pelo bico é significativamente reduzida. 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 a saída já é aquecida a partir 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.

O que está no cerne do trabalho

Cavitação denota o processo de formação bolhas de vapor na coluna d'águaIsso é facilitado por uma lenta diminuição da pressão da água em altas taxas de fluxo. A formação de cavidades ou cavidades cheias de vapor também pode ser causada pela passagem de uma onda acústica ou pela emissão de um pulso de laser. Áreas fechadas de ar, ou vazios de cavitação, são movidas pela água para uma área de alta pressão, onde entram em colapso com a emissão de uma onda de choque. O fenômeno da cavitação não pode ocorrer na ausência das condições especificadas.

O processo físico do fenômeno da cavitação é semelhante à ebulição de um líquido, mas durante a ebulição, a pressão da água e do vapor nas bolhas tem um valor médio e o mesmo. Durante a cavitação, a pressão no líquido está acima da média e acima da pressão de vapor. A redução da mesma pressão é de natureza local.

Quando as condições necessárias são criadas, as moléculas de gás, que estão sempre presentes na coluna d'água, começam a escapar para as bolhas formadas. Esse fenômeno é intenso, visto que a temperatura do gás dentro da cavidade atinge até 1200 ° C devido à constante expansão e contração das bolhas.O gás nas cavidades cavitárias contém um maior número de moléculas de oxigênio e, ao interagir com materiais inertes do corpo e outras partes do gerador de calor, leva à sua rápida corrosão e destruição.

Estudos mostram que mesmo materiais inertes a esse gás - ouro e prata - estão sujeitos à ação destrutiva do oxigênio agressivo. Além disso, o fenômeno de colapso das bolsas de ar causa uma quantidade suficiente de ruído, o que é um problema indesejável.

Muitos entusiastas tornaram o processo de cavitação útil para criar geradores de calor de aquecimento para uma casa particular. A essência do sistema é encerrada em um invólucro fechado, no qual um jato de água se move através de um dispositivo de cavitação, uma bomba comum é usada para obter pressão. Na Rússia, para a primeira invenção de uma instalação de aquecimento, concedeu uma patente em 2013... O processo de formação de bolhas ocorre sob a ação de um campo elétrico alternado. Nesse caso, as cavidades de vapor são pequenas e não interagem com os eletrodos. Eles se movem na espessura do líquido, e há uma abertura com a liberação de energia adicional no corpo do fluxo de água.

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 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

Este 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.

Isolamento do gerador

Esquema de ligação do gerador de calor ao sistema de aquecimento.

Primeiro você precisa fazer um revestimento de isolamento. Pegue uma folha de chapa galvanizada ou alumínio fino para isso. Corte dois retângulos fora dele se você for fazer um revestimento de duas metades. Ou um retângulo, mas com a expectativa de que, após a fabricação, o gerador de calor de vórtice de Potapov, que foi montado à mão, se encaixe completamente nele.

É melhor dobrar a folha em um tubo de grande diâmetro ou usar uma travessa. Coloque a folha cortada sobre ela e pressione o bloco de madeira na parte superior com a mão. Com a outra mão, pressione a folha de estanho para que se forme uma pequena dobra ao longo de todo o comprimento. Mova ligeiramente a peça de trabalho e repita a operação. Faça isso até que você tenha um cilindro.

Conecte-o com a fechadura usada pelos funileiros.
Faça tampas para a caixa com orifícios para conectar o gerador.
Enrole material isolante ao redor do dispositivo. Fixe o isolamento com arame ou tiras finas de chapa metálica.
Coloque o dispositivo na caixa, feche as tampas.

Existe outra forma de aumentar a produção de calor: para isso, você precisa descobrir como funciona o gerador de vórtice Potapov, cuja eficiência pode se aproximar de 100% ou mais (não há consenso sobre o motivo disso).

Durante a passagem da água pelo bico ou jato, um poderoso jato é criado na saída, que atinge a extremidade oposta do dispositivo. Ele se torce e ocorre aquecimento devido ao atrito das moléculas. Isso significa que ao colocar um obstáculo adicional dentro desse fluxo, é possível aumentar a mistura do líquido no dispositivo.

Depois de saber como funciona, você pode começar a projetar melhorias adicionais. Será um amortecedor de vórtice feito de placas longitudinais localizadas dentro de dois anéis na forma de um estabilizador de bomba de aeronave.

Diagrama do gerador de calor estacionário.

Ferramentas: máquina de solda, rebarbadora.

Materiais: chapa ou ferro plano, tubo de parede espessa.

Faça dois anéis de 4-5 cm de largura de um tubo com um diâmetro menor do que o gerador de calor de vórtice Potapov. Corte tiras idênticas de tiras de metal. Seu comprimento deve ser igual a um quarto do comprimento do corpo do próprio gerador de calor. Escolha a largura de forma que após a montagem haja um furo livre dentro.

Prenda a placa em um torno. Pendure-o de um lado e do outro do anel. Solde a placa a eles.
Remova a peça de trabalho da braçadeira e gire-a 180 graus. Coloque a placa dentro dos anéis e prenda na braçadeira de forma que as placas fiquem opostas uma à outra. Fixe 6 placas desta forma a uma distância igual.
Monte o gerador de calor de vórtice inserindo o dispositivo descrito em frente ao bico.

Provavelmente, este produto pode ser melhorado ainda mais. Por exemplo, em vez de placas paralelas, use fio de aço enrolando-o em uma bola de ar. Ou faça furos de diâmetros diferentes nas placas. Nada é dito sobre essa melhoria, mas isso não significa que não deva ser feito.

Diagrama do dispositivo da pistola de calor.

Certifique-se de proteger o gerador de calor de vórtice de Potapov pintando todas as superfícies.
Suas partes internas durante a operação estarão em um ambiente muito agressivo causado por processos de cavitação. Portanto, tente fazer o corpo e tudo que há nele de material grosso. Não economize no hardware.
Faça várias tampas diferentes com entradas diferentes. Assim, será mais fácil selecionar seu diâmetro para obter um alto desempenho.
O mesmo se aplica ao amortecedor de vibração. Ele também pode ser modificado.

Construa uma pequena bancada de laboratório onde correrá em todas as características. Para fazer isso, não conecte os consumidores, mas faça um loop do pipeline até o gerador. Isso simplificará seu teste e seleção dos parâmetros necessários. Visto que dificilmente é possível encontrar dispositivos sofisticados para determinar o coeficiente de eficiência em casa, o seguinte teste é proposto.

Ligue o gerador de calor de vórtice e observe o momento em que ele aquece a água até uma determinada temperatura. É melhor ter um termômetro eletrônico, é mais preciso. Em seguida, modifique o design e execute o experimento novamente, observando o aumento da temperatura. Quanto mais a água esquentar ao mesmo tempo, mais preferência deverá ser dada à versão final da melhoria estabelecida no projeto.

Já reparou que o preço do aquecimento e da água quente aumentou e não sabe o que fazer a respeito? A solução para o problema de recursos de energia caros é um gerador de calor de vórtice. Vou falar sobre como um gerador de calor de vórtice é organizado e qual é o princípio de seu funcionamento. Você também descobrirá se é possível montar tal dispositivo com suas próprias mãos e como fazê-lo em uma oficina doméstica.

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.

Comprar ou fabricar?

Como você pode ver, os preços dos geradores de calor são cósmicos. Nem todos podem pagar por uma fonte de energia alternativa, então os economistas estão tentando fazê-la com suas próprias mãos. Comprar ou fabricar sozinho depende diretamente não só do bem-estar da família, mas também das aptidões e habilidades da pessoa. Se não houver, é melhor não arriscar e não perder tempo, pois o design do dispositivo tem uma estrutura bastante complexa.

Assim, o gerador de calor por cavitação é uma excelente fonte alternativa de aquecimento para o lar. No entanto, seu alto custo o torna inacessível para a maioria da população mundial.
Você pode montá-lo com suas próprias mãos, mas esta etapa só se justifica se você tiver uma habilidade especial.

Prós e contras

Em comparação com outros geradores de calor, as unidades de cavitação têm 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

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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, vamos analisar 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.

Princípio de operação

O gerador funciona segundo o princípio da cavitação, quando a água é despejada em um compartimento especial da turbina (cavitador), e a bomba começa a girar o cavitador. Nesse caso, as bolhas de água formadas começam a entrar em colapso, gerando calor adicional, que aquece o refrigerante.

Em teoria, Potapov defendeu uma série de trabalhos científicos, nos quais descreveu o processo de geração de energia renovável. Na prática, é difícil provar isso, no entanto, um gerador de calor por cavitação ocorre entre outros métodos alternativos de geração de calor.

Tipos de aquecedores

A caldeira de cavitação pertence a um dos tipos mais comuns de aquecedores. Os mais exigidos:

Instalações rotativas, entre as quais o dispositivo Griggs merece atenção especial. A essência de sua ação é baseada em uma bomba centrífuga rotativa. O desenho descrito externamente se assemelha a um disco com vários orifícios. Cada um desses nichos é chamado de célula de Griggs, seu número e parâmetros funcionais são interdependentes com a velocidade do drive, o tipo de grupo gerador usado. O fluido de trabalho é aquecido no espaço entre o rotor e o estator devido ao seu rápido movimento ao longo da superfície do disco.
Aquecedores estáticos. As caldeiras são desprovidas de peças móveis, a cavitação nas mesmas é garantida por elementos Laval especiais. Uma bomba instalada no sistema de aquecimento define a pressão de água necessária, que começa a se mover rapidamente e aquecer. Devido aos orifícios estreitos nos bocais, o líquido se move a uma taxa acelerada. Devido à sua rápida expansão, a cavitação necessária para o aquecimento é alcançada.

A escolha deste ou daquele aquecedor depende das necessidades da pessoa. Deve-se ter em mente que o cavitador rotativo é mais eficiente, além disso, é menor em tamanho.

A peculiaridade da unidade estática é a ausência de peças giratórias, o que determina sua longa vida operacional. A duração da operação sem manutenção é de até 5 anos. Se o bico quebrar, ele pode ser facilmente substituído, o que é muito mais barato em comparação com a compra de um novo elemento de trabalho para uma instalação rotativa.

Fabricação e desenvolvimento de um cavitador

Diagrama do dispositivo gerador de calor estacionário.

Existem muitos modelos de cavitadores estáticos, mas em quase todos os casos eles são feitos na forma de um bico. O bico é geralmente usado como base e modificado pelo projetista. O design clássico é mostrado na figura (IMAGEM 1).

A primeira coisa que você precisa prestar atenção é a seção do canal entre o confundidor e o difusor. Sua seção transversal não deve ser muito estreitada, tentando assim garantir a queda de pressão máxima. O volume de água bombeado pelo bico será muito pequeno. Quando misturado com água fria, ele transfere calor insuficiente para ele. Isso significa que o volume total de água não será capaz de aquecer rapidamente. Além disso, a pequena seção transversal do canal contribuirá para a aeração da água que entra na entrada da bomba de trabalho. Como resultado, esta bomba funcionará ruidosamente e pode ocorrer cavitação no próprio dispositivo.

O melhor desempenho pode ser alcançado com um duto de diâmetro de 10-15 mm.

Consequências prejudiciais

Danos de cavitação (parte da bomba)

Dano de cavitação da hélice
A agressividade química dos gases em bolhas, que, além disso, apresentam alta temperatura, provoca a erosão dos materiais com os quais o líquido entra em contato, nos quais se desenvolve cavitação. Essa erosão é um dos fatores dos efeitos nocivos da cavitação. O segundo fator é devido a grandes excessos de pressão decorrentes do colapso das bolhas e afetando as superfícies desses materiais.

A erosão por cavitação de metais provoca a destruição de hélices de navios, corpos de trabalho de bombas, turbinas hidráulicas, etc., a cavitação também causa ruído, vibração e uma diminuição na eficiência das unidades hidráulicas.

O colapso das bolhas de cavitação leva ao fato de que a energia do líquido circundante é concentrada em volumes muito pequenos. Assim, formam-se pontos quentes e geram-se ondas de choque, que são fontes de ruído e levam à erosão do metal. O ruído de cavitação é um problema particular em submarinos, pois reduz a furtividade. Experimentos mostraram que mesmo substâncias quimicamente inertes ao oxigênio (ouro, vidro, etc.) são expostas aos efeitos nocivos e destrutivos da cavitação, embora muito mais lentamente. Isso prova que, além do fator de agressividade química dos gases nas bolhas, também é importante o fator de overshoots de pressão decorrente do colapso das bolhas. A cavitação leva a um alto desgaste das peças de trabalho e pode reduzir significativamente a vida útil do parafuso e da bomba. Na metrologia, ao usar medidores de vazão ultrassônicos, as bolhas de cavitação modulam ondas em um amplo espectro, inclusive nas frequências emitidas pelo medidor de vazão, o que leva à distorção de suas leituras.

Características de design

Apesar da simplicidade do dispositivo, existem características que devem ser levadas em consideração na montagem:

o tubo de entrada é conectado à bomba por meio de um flange.
A bomba para aumentar a pressão da água no apartamento será responsável por fornecer o líquido com a pressão necessária;
a velocidade e a pressão necessárias são alcançadas por meio de tubos de certo diâmetro.
A água começa a se mover rapidamente para o centro do tanque de trabalho, onde os fluxos são misturados;
o controle de velocidade é realizado por meio de dispositivos especiais instalados em ambos os bicos da câmara;
a água, através da válvula de segurança, move-se para a saída, por onde retorna ao ponto inicial.
O movimento constante cria o aquecimento da água, o calor é convertido em energia mecânica.

Os cálculos de calor são feitos de acordo com as seguintes fórmulas:

Epot = - 2 * Ekin, onde

Ekin = mV2 / 2 - valor cinético variável.

A montagem "faça você mesmo" de um gerador de cavitação economizará não apenas em combustível, mas também na compra de modelos de série.

A produção de tais geradores de calor foi estabelecida na Rússia e no exterior.

Os dispositivos têm muitas vantagens, mas a principal desvantagem - o custo - as anula. O preço médio de um modelo doméstico é de cerca de 50-55 mil rublos.

Tendo montado um gerador de calor por cavitação por conta própria, obtemos um dispositivo com alta eficiência.

Para o correto funcionamento do aparelho, é necessário proteger as partes metálicas com pintura. É melhor fazer as peças em contato com o líquido de paredes espessas, o que aumentará a vida útil.

No vídeo proposto, veja um exemplo claro do trabalho de um gerador de calor de cavitação feito em casa.

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Gerador de Calor de Cavitação Estática

Este tipo de gerador de calor é convencionalmente denominado estático. Isso se deve à ausência de peças rotativas na estrutura do vórtice do cavitador. Para criar processos de cavitação, vários tipos de bicos são usados.

Para que a cavitação ocorra, será necessário fornecer uma alta velocidade de movimento no cavitador de líquido. Para isso, uma bomba centrífuga comum deve ser usada. A bomba aumentará a pressão do fluido na frente do bico. Ele entrará na abertura do bico, que tem uma seção transversal muito menor do que a tubulação de abastecimento. Isso fornece uma alta velocidade na saída do bico. Com a ajuda de uma expansão acentuada do líquido, ocorre a cavitação. Isso também será facilitado pelo atrito do líquido contra a superfície do canal e turbulência da água, que ocorre no caso de um alinhamento agudo do jato do bico. A água aquece pelas mesmas razões que em um projeto de vórtice rotativo, mas com uma eficiência ligeiramente inferior.

Esquema do princípio de funcionamento de um gerador de calor estacionário.

O dispositivo de um gerador de calor estático não necessita de alta precisão na fabricação das peças. Na fabricação dessas peças, a usinagem é minimizada em comparação com um projeto rotativo. Devido à ausência de peças giratórias, o problema de peças de vedação e conjuntos de acoplamento pode ser facilmente resolvido. O equilíbrio também não é necessário aqui. A vida útil do cavitador é muito mais longa. Mesmo no caso de esgotamento do recurso do bico injetor, sua fabricação e reposição demandará custos de material bem menores. Nesse caso, o gerador de calor de cavitação rotativo precisará ser fabricado novamente.

A desvantagem de um dispositivo estático é o custo da bomba. No entanto, o custo de fazer um gerador de calor deste dispositivo praticamente não difere de uma estrutura de vórtice rotativo. Se lembrarmos o recurso de ambas as instalações, esta desvantagem se tornará uma vantagem, pois em caso de troca do cavitador, não é necessário trocar a bomba.

Portanto, faz sentido pensar em como fazer um gerador de calor de vórtice estático.

Fabricação de gerador de calor de vórtice Potapov

Muitos outros dispositivos foram desenvolvidos que operam em princípios completamente diferentes. Por exemplo, os geradores de calor de vórtice de Potapov, feitos à mão. Eles são chamados de estáticos convencionalmente. Isso se deve ao fato de o dispositivo hidráulico não possuir peças giratórias na estrutura. Como regra, os geradores de calor de vórtice recebem calor por meio de uma bomba e um motor elétrico.

A etapa mais importante no processo de fabricação dessa fonte de calor com as próprias mãos será a escolha do motor. Deve ser selecionado dependendo da tensão. Existem numerosos desenhos e diagramas de um gerador de calor vórtice faça você mesmo, que demonstram métodos para conectar um motor elétrico com uma tensão de 380 volts a uma rede de 220 volts.

Montagem da estrutura e instalação do motor

A instalação do tipo "faça você mesmo" de uma fonte de calor Potapov começa com a instalação de um motor elétrico. Prenda-o primeiro na cama. Em seguida, use uma rebarbadora para fazer os cantos. Corte-os de um quadrado adequado.Depois de fazer 2-3 quadrados, prenda-os na barra transversal. Em seguida, use uma máquina de solda para montar uma estrutura retangular.

Se você não tiver uma máquina de solda em mãos, não será necessário cortar os quadrados. Recorte os triângulos nos locais da dobra desejada. Em seguida, dobre os quadrados usando um torno. Use parafusos, rebites e porcas para prender.

Após a montagem, você pode pintar a estrutura e fazer orifícios na estrutura para montar o motor.

Instalando a bomba

O próximo elemento importante de nossa hidroconstrução de vórtice será a bomba. Hoje em dia, em lojas especializadas, você pode adquirir facilmente uma unidade de qualquer potência. Ao escolhê-lo, preste muita atenção a 2 coisas:

Deve ser centrífugo.
Escolha uma unidade que funcione perfeitamente com seu motor elétrico.

Depois de comprar a bomba, fixe-a na estrutura. Se não houver travessas suficientes, faça mais 2-3 cantos. Além disso, será necessário encontrar um acoplamento. Ele pode ser ligado em um torno ou adquirido em qualquer loja de ferragens.

O gerador de calor de cavitação de vórtice Potapov em madeira, feito à mão, é composto por um corpo, que é feito em forma de cilindro. É importante ressaltar que deve haver furos passantes e bicos nas suas extremidades, caso contrário não será possível acoplar corretamente a estrutura hídrica ao sistema de aquecimento.

Insira o jato logo atrás da entrada. Ele é selecionado individualmente. No entanto, lembre-se de que seu orifício deve ser 8 a 10 vezes menor que o diâmetro do tubo. Se o orifício for muito pequeno, a bomba superaquecerá e não será capaz de circular a água corretamente.

Além disso, devido à vaporização, o gerador de calor por cavitação de vórtice de Potapov na madeira será altamente suscetível ao desgaste hidroabrasivo.

Como fazer um cachimbo

O processo de fabricação deste elemento da fonte de calor de Potapov na madeira ocorrerá em várias etapas:

Primeiro, use um moedor para cortar um pedaço de tubo com um diâmetro de 100 mm. O comprimento da peça de trabalho deve ser de pelo menos 600-650 mm.
Em seguida, faça uma ranhura externa na peça de trabalho e corte a linha.
Em seguida, faça dois anéis de 60 mm de comprimento. o calibre dos anéis deve corresponder ao diâmetro do tubo.
Em seguida, corte os fios para os meios anéis.
A próxima etapa é a fabricação das tampas. Eles devem ser soldados do lado dos anéis onde não há rosca.
Em seguida, faça um furo central nas tampas.
Em seguida, use uma broca grande para chanfrar o interior da tampa.

Após as operações realizadas, o gerador de calor por cavitação a lenha deve ser conectado ao sistema. Insira um tubo de ramificação com um bico na abertura da bomba de onde a água é fornecida. Conecte a outra conexão ao sistema de aquecimento. Conecte a saída do sistema hidráulico à bomba.

Se você quiser regular a temperatura do líquido, instale um mecanismo de esfera logo atrás do bico.

Com a ajuda dele, o gerador de calor de Potapov em madeira fará com que a água funcione em todo o dispositivo por muito mais tempo.

É possível aumentar o desempenho da fonte de calor Potapov

Neste dispositivo, como em qualquer sistema hidráulico, ocorre perda de calor. Portanto, é desejável cercar a bomba com uma camisa de água. Para fazer isso, faça uma caixa com isolamento térmico. Faça o medidor externo de tal dispositivo de proteção maior do que o diâmetro de sua bomba.

Um tubo pré-fabricado de 120 mm pode ser usado como bloco para isolamento térmico. Se não tiver essa oportunidade, você pode fazer um paralelepípedo com as próprias mãos usando chapa de aço. O tamanho da figura deve ser tal que toda a estrutura do gerador possa caber facilmente nela.

A peça de trabalho deve ser feita apenas de materiais de qualidade para suportar a alta pressão do sistema sem problemas.

A fim de reduzir ainda mais a perda de calor ao redor do gabinete, faça um isolamento térmico, que pode posteriormente ser coberto com uma folha de metal.

Qualquer material que resista ao ponto de ebulição da água pode ser usado como isolante.

A fabricação de um isolador térmico ocorrerá em várias etapas:

Primeiro, monte o dispositivo, que consistirá em uma bomba, um tubo de conexão, um gerador de calor.
Depois disso, selecione as dimensões ideais do dispositivo de isolamento térmico e encontre um tubo de calibre adequado.
Em seguida, faça as tampas dos dois lados.
Depois disso, fixe com segurança os mecanismos internos do sistema hidráulico.
No final, faça uma entrada e fixe (solde ou aparafuse) um tubo nela.

Após as operações feitas, solde o flange na extremidade do tubo hidráulico. Se você tiver dificuldades com a montagem de mecanismos internos, pode fazer uma moldura.

Certifique-se de verificar o aperto dos conjuntos do gerador de calor e seu sistema hidráulico quanto a vazamentos. Finalmente, lembre-se de ajustar a temperatura com uma bola.

Proteção contra geada

Em primeiro lugar, faça uma caixa de isolamento. Para fazer isso, pegue uma folha galvanizada ou uma folha fina de alumínio. Corte dois retângulos. Lembre-se que é necessário dobrar a chapa em um mandril de diâmetro maior. Você também pode dobrar o material na barra transversal.

Primeiro, coloque a folha cortada e pressione para baixo sobre ela com um pedaço de madeira. Com a outra mão, pressione a folha de forma que se forme uma leve dobra em todo o comprimento. Em seguida, mova a peça um pouco para o lado e continue dobrando-a até obter um cilindro oco.

Em seguida, faça uma cobertura para o invólucro. É aconselhável envolver toda a estrutura de isolamento térmico com um material especial resistente ao calor (lã de vidro, etc.), que deve ser posteriormente preso com um arame.

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