Теплогенератор своими руками — рекомендации по изготовлению. Гидродинамический генератор своими руками


Энергетические возможности МГД эффекта. Гидродинамический генератор своими руками

применение, принцип работы и как сделать его самостоятельно

По своей сути теплогенератор это центробежный насос, только немного измененный. Есть два вида теплогенераторов статический и роторный (вихревой). Их отличие состоит в том, что в статорном жидкость нагревается за счет сопел установленных на входе и выходе центробежного насоса. У роторного вода греется за счет оборотов насоса и маленького расстояния промеж статора и ротора, а также завихрений воды создаваемые ротором. Сейчас существует множество теплогенераторов с различными роторами и соплами, но принцип работы остается неизменным. В отличие от статорного теплогенератора у роторного теплоотдача больше примерно на 30%. Поэтому в этой статье подробно рассказано о том как самому можно сделать вихревой теплогенератор на примере электронасосного агрегата Х65−50−160Р.

Чтобы было понятнее, как сделать генератор, рассмотрим самую простую конструкцию по методу Л. П. Фоминского.Прежде всего нужно будет на токарном станке выточить стальное кольцо 8 и прижимную втулку 10 с наружным диаметром 40 мм и внутренним 28 мм (рис.10). Кроме того еще и самую важную часть, ротор из углеродистой стали (рис.1). Также нужен будет статор, который может быть сварным, но в идеале он вытачивается монолитным.

Его внутренний диаметр должен быть на 2 мм больше наружного диаметра ротора.

Разборка насоса

  • В первую очередь необходимо снять муфту 3 с вала электродвигателя 2 (рис.10) и снять сам насос 1 с плиты 4.
  • После чего раскрутить болты 34 (рис 11) и разъединить правую 4 и левую 5 половинки корпуса насоса. Левую половинку можно убрать сразу, больше она не понадобится.
  • После этого необходимо очень осторожно снять рабочее колесо 1 с вала 23, откручивая его за лопатки и одновременно придерживая полумуфту, расположенную, на другом конце вала 23 от прокручивания.
  • Если руками отвернуть не получается сделать это можно при помощи металлического рычага (ломика). Заложить рычаг между лопастями рабочего колеса 1 таким образом, чтобы края рычага выступали на одинаковую длину.
  • В отверстия муфты на противоположной стороне вала нужно вставить 2 металлических стержня и между ними заложить второй рычаг, уперев при этом один его край в землю.
  • Далее нужно осторожно проворачивать оба рычага против часовой стрелки. Не нужно давить слишком сильно на рычаги, так как можно погнуть вал 23. Открученное рабочее колесо 1 может еще понадобиться если захотите сделать более сложную, но эффективнее работающую конструкцию теплогенератора.
  • После этого можно отвернуть со шпилек гайки 3 и разъединить правую половину корпуса насоса 4 с корпусом подшипников 2 (рис. 11). Правая половина также больше не понадобится.

Переходим к рисунку 5. Здесь чугунный корпус подшипников обозначен как позиция 1. К нему крепится корпус 2 генератора при помощи шпилек 3, пружинных шайб и гаек. Между ними установлена прокладка 6, изготовленная из паронита (фторопласта). Ее толщина должна быть такой, чтобы при сборке упор приходился на нее, а не на резиновую футеровку гуммированной поверхности корпуса 5. На вал 4 одето стальное кольцо 8, резиновое кольцо 9 и прижимная втулка 10. На месте рабочего колеса стоит ротор 7. Длина втулки 10 должна быть такой, чтобы при накручивании ротора на вал, уплотнительное кольцо 9 сжималось и не давало просачиваться жидкости при работе агрегата. Оптимальная длина втулки 10 считается такой, когда после прикручивания ротора между торцом ротора 7 и торцом втулки 10 остается зазор в 0,5 мм. Размер 37 мм, обозначен звездочкой и указывает длину выступления вала 4 за пределы корпуса 1. Размер 22 мм обозначает длину резьбы на конце вала 4.

Сверление отверстий в роторе

Очень важным моментом является сверлении отверстий в роторе. На этом этапе остановимся подробнее. Итак, учтите следующие моменты:

  • При сверлении отверстия М20Ч1,5 и нарезки в нем резьбы по центру ротора должна быть соблюдена максимальная соосность с его наружным диаметром и перпендикулярность оси к плоскости диска ротора (рис. 1).
  • Сверлить это отверстие и нарезать резьбу нужно только на токарном станке. На рисунке 4 указано расположение глухих отверстий на торце ротора и его цилиндрической поверхности. Не стоит делать все отверстия сразу на торце ротора, а с двойным или даже четвертным шаге между ними.
  • На цилиндрической поверхности отверстия могут быть диаметром 6−9 мм, обычно делаются 8 мм. Важно, чтобы они имели одинаковую глубину и диаметр, что избавит в дальнейшем от балансировки ротора, что является дорогим удовольствием. Для этого на сверло одевается трубка из металла, и сверло выступает из нее именно на ту глубину, которую следует просверлить. Идеальным вариантом будет сверлить их на станке, который имеет ограничения хода шпинделя.

Порядок сверления отверстий

Просверлив одно отверстие следующее нужно делать не рядом с ним, а с противоположной стороны. Это необходимо потому, что в процессе сверления, сверло изнашивается и следовательно глубина следующего отверстия будет немного меньше предыдущего. При сверлении таким образом, неравномерность усредняется, что дает избежать проблему с балансировкой ротора. Эти отверстия также не надо насверливать все сразу. Так же как и на плоском торце ротора их надо сверлить в 2 или 4 раза меньше чем на рисунке 4. После этого нужно собрать генератор с ротором и испытать его при этом можно будет рассчитать потребляемую мощность электродвигателя и рассчитать сколько еще надо высверлить отверстий.

Потребляемая мощность двигателя должна быть близкой к паспортной, но не превышать ее. Остальные отверстия сверлятся таким же образом, друг напротив друга. Назвать точное количество отверстий сразу нельзя, в связи с тем, что зазор между поверхностями диска ротора 7 и статора 12 в каждом отдельном случае при изготовлении генератора окажется не совсем таким, как на рисунке 5. А данный зазор очень много определяет при работе генератора и в том числе, величину гидродинамического сопротивления вращению ротора. Ведь ротор 7 накручен на вал 4, который держится с помощью подшипников, которые установлены в корпус 1, статор 12 оцентровывается обечайкой 14, которая, в свою очередь, оцентровывается выточкой в корпусе 2 теплогенератора. А корпус 2, в свою очередь, крепится на поверхность корпуса 1 узла подшипников и оцентровывается этой поверхностью. Она же была сделана на заводе с неизвестно какой точностью.

Корпус генератора

На рисунке 7 показан сварной корпус генератора. Если вы не понимаете в чертежах или не имеете токарного станка, то обратитесь к любому знающему толк в своем деле токарю, по представленным чертежам можно без проблем выточить все необходимые детали.

  • Не нужно торопится и сваривать корпус сразу. Сначала нужно убедиться, что кольцо данного узла плотно садится в гнездо на плоском диске корпуса, которое имеет диаметр 275 мм.
  • Плотная посадка нужна для соосности этих двух деталей. Также еще нужно правильно развернуть отверстие 16 мм и отверстия с резьбой М12 в кольце относительно друг друга (рис. 7).
  • Отверстие 16 мм должно быть расположено не в верхней части генератора как показано на рисунке 2, а в нижней, сбоку от электродвигателя.

Крышка генератора и обечайка

Наружная крышка 18 генератора вытачивается из стали, в ней сверлятся 24 отверстия под болты 13 диаметром 6,5 мм. В центре имеет отверстие, к которому приварен штуцер для подачи воды.

Статор 12 крепится к корпусу генератора на 24 болта 13 (М6) через теплоизолирующую обечайку 14, которая центрирует сопрягаемые с ней детали (рис 5). Обечайка вытачивается из текстолита, в ней сверлятся 24 отверстия под болты 13 диаметром 6,5 мм. Также возможно выточить ее из стали или обрезка трубы, но тогда необходимо будет подложить прокладку 15 толщиной 1−2 мм из резины или другого изолирующего материала.

При сборке генератора плоскости крышки 18, статора 12, колец 16 и обечайки 14 промазывают влагостойким герметиком или клеем. Кольца 16 вы

rinnipool.ru

Энергетические возможности МГД эффекта

Актуальность

Природа нам приготовила несметное количество электроэнергии. Огромная ее часть сосредоточена в мировом океане. В Мировом Океане скрыты колоссальные запасы энергии [1]. Пока что люди умеют использовать лишь ничтожные доли этой энергии, да и то ценой больших и медленно окупающихся капиталовложений, так что такая энергетика до сих пор казалась малоперспективной. Однако происходящее весьма быстрое истощение запасов ископаемого топлива, использование которого к тому же связано с существенным загрязнением окружающей среды заставляет ученых и инженеров уделять все большее внимание поискам безвредных источников энергии, например энергии в Мировом океане. Океан таит в себе несколько различных видов энергии: энергию приливов и отливов, океанских течений, термальную энергию, и др. Кроме этого, морская вода – природный электролит и содержит в 1 л несметное количество разных ионов, к примеру, положительных ионов натрия и отрицательных ионов хлора. Заманчивой становится перспектива – поставить такое устройство в природный нескончаемый поток естественных морских течений и получать в результате недорогую электроэнергию из морской воды и передавать ее на берег. Одним из таких устройств может стать генератор, в котором используется магнитогидродинамический эффект. Это и стало темой исследования: “Энергетические возможности магнитогидродинамического эффекта”.

Целью исследования является описание, демонстрация и возможности использования магнитогидродинамического эффекта. Объектом исследования является: движение заряженных частиц в магнитном поле. Предмет исследования: магнитогидродинамический эффект, магнитогидродинамический генератор.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:1. Провести историко–логический анализ учебных, научных, научно–популярных источников информации.2. Выявить физические законы, принципы, которые объясняют, в чем заключается магнитогидродинамический эффект.3. Выявление возможностей использования МГД–эффекта в качестве энергетического ресурса.4. Изготовить модель, демонстрирующую магнитогидродинамический эффект.

Для наиболее эффективного решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: изучение источников информации, анализ, метод обобщений, эксперимент.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Магнитогидродинамический эффект [2] — возникновение электрического поля и электрического тока при движении электропроводной жидкости или ионизированного газа в магнитном поле. Магнитогидродинамический эффект основан на явлении электромагнитной индукции, то есть на возникновении тока в проводнике, пересекающем силовые линии магнитного поля. В данном случае, проводниками являются электролиты, жидкие металлы или ионизированные газы (плазма). При движении поперек магнитного поля в них возникают противоположно направленные потоки носителей зарядов противоположных знаков. На основе магнитогидродинамического эффекта созданы устройства — магнитогидродинамические генераторы (МГД–генераторы), которые относятся к устройствам прямого преобразования тепловой энергии в электрическую.

МГД–генератор – это энергетическая установка, в которой тепловая энергия рабочего тела (электролита, жидкого металла или плазмы) преобразуется непосредственно в электрическую. Еще в 1832 году Майкл Фарадей [3] пытался обнаружить ЭДС между электродами, опущенными в реку Темзу (в потоке речной воды есть ионы растворённых солей, движущиеся в магнитном поле Земли), но чувствительность измерительных приборов была слишком мала, чтобы обнаружить ЭДС. А в 1970–80– е годы возлагались большие надежды на создание промышленных МГД–генераторов, использующих плазму (поток ионизированного газа), велись многочисленные разработки, строились экспериментальные МГД–генераторы, но постепенно всё затихло.

Достаточно подробно о принципе работы МГД–генераторов рассказывается в одном из выпусков журнала “Двигатель” [4].С одной стороны, МГД – генераторы имеют широкие возможности применения, с другой стороны, они не очень распространены. Попробуем разобраться в этом вопросе. Изучив соответствующую литературу [5, 6, 7], мы составили список преимуществ и недостатков МГД–генераторов.

Преимущества МГД–генераторов

* Очень высокая мощность, до нескольких мегаватт на не очень большую установку* В нём не используются вращающиеся детали, следовательно, отсутствуют потери на трение.* Рассматриваемые генераторы являются объемными машинами – в них протекают объемные процессы. С увеличением объема уменьшается роль нежелательных поверхностных процессов (загрязнения, токов утечки). В то же время увеличение объема, а с ним и мощности генератора практически ничем не ограничено (и 2 ГВт, и более), что соответствует тенденции роста мощности единичных агрегатов.* При более высоком к.п.д. МГД-генераторов существенно уменьшается выброс вредных веществ, которые обычно содержатся в отработанных газах.* Большой успех в технической отработке использования МГД – генераторов для производства электрической энергии был достигнут благодаря комбинации магнитогидродинамической ступени с котельным агрегатом. В этом случае горячие газы, пройдя через генератор, не выбрасываются в трубу, а обогревают парогенераторы ТЭС, перед которыми помещена МГД – ступень. Общий КПД таких электростанций достигают небывалой величины – 65%* Высокая маневренность

Недостатки МГД–генераторов

* Необходимость применения сверх жаропрочных материалов. Угроза расплавления. Температура 2000 – 3000 К. Химически активный и горячий ветер имеет скорость 1000 – 2000 м/с* Генератор вырабатывает только постоянный ток. Создание эффективного электрического инвертора для преобразования постоянного тока в переменный.* Среда в МГД-генераторе с открытым циклом – химически активные продукты сгорания топлива. В МГД-генераторе с замкнутым циклом – хотя и химически неактивные инертные газы, но зато очень химически активная примесь (цезий)* Рабочее тело попадает в так называемый МГД-канал, где и происходит возникновение электродвижущей силы. Канал может быть трех видов. Надежность и продолжительность работы электродов – общая проблема всех каналов. При температуре среды в несколько тысяч градусов электроды весьма недолговечны.* Несмотря на то, что генерируемая мощность пропорциональна квадрату индукции магнитного поля, для промышленных установок требуются очень мощные магнитные системы, гораздо более мощные, чем опытные.* При температуре газа ниже 2000° С в нем остается так мало свободных электронов, что для использования в генераторе она уже не годится. Чтобы не расходовать зря тепло, поток газа пропускают через теплообменники. В них тепло передается воде, а образовавшийся пар подается в паровую турбину.* На данный момент наиболее широко изучены и разработаны плазменные МГД-генераторы. Информации о МГД-генераторах, использующих в качестве рабочего тела морскую воду, не найдено.

Из этого списка видно, что имеется целый ряд проблем, который еще необходимо преодолеть. Эти трудности решаются многими остроумными способами.

В целом этап концептуальных поисков в области МГД–генераторов в основном пройден. Еще в шестидесятых годах прошлого века были проведены основные теоретические и экспериментальные исследования, созданы лабораторные установки. Результаты исследований и накопленный инженерный опыт позволили российским ученым в 1965 г. ввести в действие комплексную модельную энергетическую установку “У–02”, работавшую на природном топливе. Несколько позднее было начато проектирование опытно–промышленной МГД–установки “У–25”, которое проводилось одновременно с исследовательскими работами на “У–02”. Успешный пуск этой первой опытно–промышленной энергетической установки, имевшей расчетную мощность 25 МВт, состоялся в 1971 г.

В настоящее время на Рязанской ГРЭС используется головной МГД–энергоблок 500 МВт, включающий МГД–генератор мощностью около 300 МВт и паротурбинную часть мощностью 315 МВт с турбиной К–300–240. При установленной мощности свыше 610 МВт выдача мощности МГД–энергоблока в систему составляет 500 МВт за счет значительного расхода энергии на собственные нужды в МГД–части. Коэффициент полезного действия МГД–500 превышает 45 %, удельный расход условного топлива составит примерно 270 г/(кВт–ч). Головной МГД–энергоблок запроектирован на использование природного газа, в дальнейшем предполагается переход на твердое топливо. Исследования и разработки МГД–генераторов широко развёрнуты в США, Японии, Нидерландах, Индии и др. странах. В США эксплуатируется опытная МГД–установка на угле тепловой мощностью 50 МВт. Все перечисленные МГД–генераторы используют плазму в качестве рабочего тела. Хотя, на наш взгляд, можно использовать в качестве электролита и морскую воду. В качестве примера нами проделан эксперимент, демонстрирующий МГД–эффект. Для того, чтобы продемонстрировать энергетические возможности МГД–генератора изготовлена лодка на МГД приводе.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Продемонстрировать МГД–эффект можно используя следующий набор материалов:1. Магнит;2. Соль;3. Перец;4. Батарейка;5. Медные провода.

Ход работы: 1. Делаем водный раствор соли и добавляем перец. Это необходимо для того, чтобы было видно движение потоков жидкости.2. Ставим небольшой сосуд с приготовленным раствором на магнит.3. Опускаем концы медной проволоки, присоединенные другими концами к полюсам батарейки, в приготовленный раствор (фото 1).4. Наблюдаем движение потоков жидкости между концами медной проволоки.

Фото 1

Объяснение: Раствор соли является проводником электрического тока – электролит. Электролит будет двигаться в магнитном поле, под действием силы Лоренца. В этом и заключается МГД–эффект.

Используя явление МГД–эффекта, была изготовлена лодка на МГД–приводе [8]. Используемые материалы представлены на фото 2, готовая лодка на фото 3 и 4.

Фото 2

Фото 3, 4

Лодка будет перемещаться за счет движения электролита в магнитном поле.Таким образом, можно сделать вывод о том, что МГД–электричество, несмотря на все трудности, придет на службу человеку и люди научатся использовать в полной мере энергию океана. Ведь это просто необходимо современному человечеству, потому что запасы ископаемого топлива по расчетам ученых заканчиваются буквально на глазах у ныне живущих обитателей планеты Земля!

Литература

1. Володин В., Хазановская П. Энергия, век двадцать первый.– М.: Детская литература, 1989.– 142 с.2. http://ru.wikipedia.org/ – свободная энциклопедия3. http://www.naukadv.ru – сайт “Физика машин”4. Касьян А. Напряжение плазменного смерча или просто – о МГД–генераторе //Двигатель, 2005, № 65. Магомедов А.М. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. – Махачкала: Издательско–полиграфическое объединение “Юпитер”, 19966. Ашкинази Л. МГД–генератор //Квант, 1980, № 11, С. 2–87. Кириллин В.А. Энергетика. Главные проблемы. – Москва: Знание, 1990 – 128 с.8. http://how-make.ru – Сайт для любителей мастерить своими руками.

Работу выполнила:

Володенок Анастасия Викторовна, ученица 10 класса

Руководитель:

Филатова Надежда Олеговна, к.п.н., учитель физики

МОУ Сибирский лицейг. Томск

livescience.ru

Теплогенератор своими руками - пошаговое руководство

Теплогенератор своими руками – реальная возможность сэкономить денежные средства на приобретении нагревательного аппарата, предназначенного для получения нагретого теплового носителя в результате сжигания топлива.

Такое оборудование достаточно давно и весьма успешно эксплуатируется в современных отопительных конструкциях и системах горячего водоснабжения.

Роторный вихревой теплогенератор

В таком оборудовании роль статора отводится обычному центробежному насосу. Полый внутри и цилиндрический по форме корпус, может быть представлен отрезком трубы с наличием стандартных двухсторонних фланцевых заглушек. Внутри конструкции располагается ротор, являющийся главным конструктивным элементом.

Вся поверхность ротора представлена определенным количеством просверленных глухих отверстий, размеры которых зависят от показателей мощности устройства.

Вихревой генератор

Промежуток от корпуса до вращающейся части должен быть рассчитан индивидуально, но, как правило, размеры такого пространства варьируются в пределах двух миллиметров.

Важно отметить, что производительность роторного вихревого устройства примерно на 30% превышает такие показатели статического теплового генератора, но этот тип оборудования нуждается в контроле состояния всех элементов, а также отличается достаточно шумной работой.

Статический кавитационный теплогенератор

Такое наименование теплового генератора весьма условно, и обуславливается отсутствием в конструкции вращающихся элементов. Создание кавитационных процессов основывается на применении особых сопел, а также зависит от высокой скорости движения воды с применением мощного центробежного насосного оборудования.

Кавитационный теплогенератор

Тепловые статические генераторы характеризуются определенными преимуществами по сравнению с роторным оборудованием:

  • нет необходимости осуществлять максимально точную балансировку и подгонку всех используемых деталей;
  • подготовительные механические мероприятия не предполагают слишком четкое шлифование;
  • отсутствие движущихся элементов в значительной степени снижает уровень изнашиваемости уплотнителей;
  • эксплуатационный срок такого оборудования составляет примерно пять лет.

Кроме всего прочего, кавитационный теплогенератор отличается ремонтопригодностью, а замена пришедших в негодность сопел не потребует больших финансовых затрат или привлечения специалистов.

В тепловых генераторах кавитационного типа процесс прогревания воды осуществляется по такому же принципу, как и в роторных моделях, но показатели эффективности такого оборудования несколько снижены, что обусловлено конструктивными особенностями.

Изготовление теплогенератора своими руками

Создать самостоятельно высокоэффективный и надежный кавитационный тепловой генератор достаточно сложно, тем не менее, его применение позволяет обеспечить экономное отопление в частном домовладении. Тепловые генераторы статического вида изготавливаются на основе сопел, а роторные модели с целью создания кавитации, требуют применения электродвигателя.

Выбор насоса для устройства

Чтобы грамотно выбрать насосное оборудование, необходимо правильно определить все его основные параметры, представленные производительностью и уровнем рабочего давления, а также максимальными температурными показателями перекачиваемой воды.

Применение устройства, непредназначенного для работы с высокотемпературными жидкостями, крайне не желательно, так как в этом случае значительно сокращается срок его эксплуатации.

Эффективность работы теплового генератора и скорость нагрева жидкости напрямую зависят от напора, развиваемого насосным оборудованием в процессе работы. Менее важным параметром при выборе является производительность устанавливаемого насоса.

Важно помнить, что именно мощностью насосного оборудования, используемого в тепловом генераторе, определяется коэффициент, отражающий эффективность процесса преобразования в тепловую энергию, поэтому специалисты рекомендуют приобретать центробежный многоступенчатый насос на высокое давление модели МVI1608-06/РN-16.

Изготовление и разработка кавитатора

На сегодняшний день известно большое количество модификаций статического кавитатора, но в любом случае основой, как правило, выступает улучшенное сопло Лаваля с определенным сечением канала от диффузора до конфузора.

Сечение не должно быть сильно зауженным, так как недостаточный объём теплового носителя, перекачиваемый через сопло, негативно сказывается на количестве тепла и скорости прогрева, а также способствует завоздушиванию жидкости, которая поступает на входной насосный патрубок.

Попадание воздуха вызывает повышенные шумы, а также может стать основной причиной появления кавитации и внутри самого насосного оборудования.

Наилучшими показателями обладают отверстия каналов с диаметром в пределах 0,8-1,5см. Кроме всего прочего, уровень эффективности нагрева напрямую зависит от конструкции камеры в сопельном расширении.

Если местная сеть часто дает перебои, то без генератора для газового котла не обойтись. Такой агрегат обеспечит энергией дом в случае аварийного отключения.

Инструкция по изготовлению термогенератора своими руками представлена тут.

Слышали ли вы об электрогенераторах на дровах? Если интересно, читайте эту статью.

Изготовление гидродинамического контура

Применяемый в тепловом генераторе гидродинамический контур представляет собой стандартное устройство, представленное:

  • манометром, установленном на выходном участке сопла и предназначенным для измерения показателей давления;
  • термометром, необходимым для измерения температурных показателей на входе;
  • вентилем для эффективного удаления из системы воздуха;
  • вводным и выводным патрубками, оснащенными вентилями;
  • гильзой для температурного термометра на вход и выход;
  • манометром на входную часть сопла, предназначенным для измерения показателей давления на вход в систему.

Контур системы представлен трубопроводом, входная часть которого соединяется с выходной частью патрубка на насосном оборудовании, а выходная — с входной частью установленного насоса.

В трубопроводную систему обязательно вваривается сопло, а также основные элементы, представленные патрубками на подключение манометра, гильзами для температурного термометра, штуцером под вентиль для удаления воздушной пробки и штуцером для подключения отопительного контура.

Для подачи теплоносителя в контур системы используется нижний патрубок, а водоотвод осуществляется посредством верхнего патрубка. Вентиль, установленный на участке от входного до выходного патрубков, позволяет эффективно регулировать перепады давления.

Процесс испытания теплогенератора

Насосное оборудование запитывается от электрической сети, а радиаторные батареи стандартно подключаются к отопительной системе.

Испытывать работоспособность теплового генератора можно после того, как будет полностью установлено оборудование, а также проведен визуальный осмотр всех узлов и соединений.

При включении в электросеть двигатель приступает к работе, а манометр давления обязательно устанавливается в диапазоне 8-12 атмосфер.

Затем необходимо спустить воду и понаблюдать за параметрами температуры.

Как показывает практика, оптимальным является прогрев теплоносителя в системе отопления примерно на 3-5оС за одну минуту. Примерно за десять минут эффективный прогрев воды достигает показателей в 60оС.

Заключение

Безусловно, тепловые генераторы обладают целым рядом преимуществ, включая эффективность образования тепловой энергии, экономичность работы, а также вполне доступную стоимость и возможность самостоятельного изготовления.

Тем не менее, в процессе эксплуатации такого генератора потребителю придётся столкнуться с шумной работой насосного оборудования и явлениями кавитации, а также значительными габаритами и сокращением полезной площади.

Видео на тему

microklimat.pro

Магнитогидродинамический двигатель.

Начало

Это  очень простой , но все-таки электродвигатель. Многие конечно знают что такое магнитогидродинамический двигатель(МГД). Суть его в том , что при протекании постоянного   электрического тока через проводник , расположенный поперек силовых линий магнитного поля , на этот  проводник действует сила (Лоренца) , направление которой определяется по правилу левой руки и пр. Таким образом работают насосы для расплавленного металла в металлургии а также довольно экзотические двигатели для судов. Работа такого двигателя (или генератора - ведь это обратимая машина) ясна из рисунка:

Я предлагаю совсем немногое : свернуть МГД в кольцо. Получается очень простая конструкция , приведенная ниже и собранная из первых попавшихся под руку материалов.

Любой желающий тоже может изготовить такой двигатель за несколько минут. Материалы мной использованные: поллитровая стеклянная банка , полиэтиленовая крышка , гвоздь , кусок  жести свернутый в кольцо, магнит от динамика , диод КД202 , кусок провода , немного воды. При включении конструкции в сеть 220 вольт , ток течет через воду между гвоздем и кольцом , всегда перпендикулярно пересекая силовые линии магнита , лежащего под банкой и  вода (плохой , но все-таки проводник) начинает медленно вращаться.  Для получения более заметного эффекта  воду надо просто посолить. Правда при этом уже сильно заметна реакция диссоциации и оседание всякой гадости на электродах . Но все это работает и по сути дела является настоящим двигателем , ротором которого в данном случае является соленая вода.Чтобы не связываться с промышленной сетью - можно питать устройство и от обычной батареи(я использовал в другом варианте аккумуляторную батарею 12 вольт - конструкция на мой взгляд вполне достойная для демонстрации на уроках физики в школе). Практической пользы из данной конструкции вроде бы никакой , но пока не будем торопиться. Кстати ротором может быть не только вода : жидкий натрий , а еще лучше ртуть(интересно куда меня сейчас пошлют экологи?). При высоком напряжении на электродах ротором может быть и воздух. Или холодная плазма (обыкновенное пламя)  при определенных условиях. Когда- то  и не помню где , я читал , что нашими конструкторами в недрах Минатома был создан МГД генератор , который вырабатывал энергию при сгорании обычного жидкого топлива и прохождении сгораемого пламени через магнитное поле постоянного магнита .Так для увеличения проводимости плазмы , с целью увеличения мощности , они добавляли некую присадку к топливу, которая увеличивала проводимость этого пламени в десятки тысяч раз. Интересно это топливо с присадкой случайно не было скажем так: соленым керосином? Итак вы наверно чувствуете к чему я клоню. Кольцевой МГД генератор с ротором из чего-то горящего и проводящего. Корпус - уже конечно не стеклянная банка , а открытая керамическая плошка. Центробежная сила которая любезно предоставляет порции свежего воздуха и способствует интенсивному горению. В общем смахивает на некую керосинку , которая очень интенсивно потребляет окружающий воздух. А в этом состоит суть турбореактивного двигателя: перерабатывать  как можно больше воздуха. Предлагаемое устройство занимается именно этим , только в отличии от настоящей турбины не имеет никаких механических движущихся частей.

Сайт управляется системой uCoz

innovatory.narod.ru

применение, принцип работы и как сделать его самостоятельно

По своей сути теплогенератор это центробежный насос, только немного измененный. Есть два вида теплогенераторов статический и роторный (вихревой). Их отличие состоит в том, что в статорном жидкость нагревается за счет сопел установленных на входе и выходе центробежного насоса. У роторного вода греется за счет оборотов насоса и маленького расстояния промеж статора и ротора, а также завихрений воды создаваемые ротором. Сейчас существует множество теплогенераторов с различными роторами и соплами, но принцип работы остается неизменным. В отличие от статорного теплогенератора у роторного теплоотдача больше примерно на 30%. Поэтому в этой статье подробно рассказано о том как самому можно сделать вихревой теплогенератор на примере электронасосного агрегата Х65−50−160Р.

Чтобы было понятнее, как сделать генератор, рассмотрим самую простую конструкцию по методу Л. П. Фоминского.Прежде всего нужно будет на токарном станке выточить стальное кольцо 8 и прижимную втулку 10 с наружным диаметром 40 мм и внутренним 28 мм (рис.10). Кроме того еще и самую важную часть, ротор из углеродистой стали (рис.1). Также нужен будет статор, который может быть сварным, но в идеале он вытачивается монолитным.

Его внутренний диаметр должен быть на 2 мм больше наружного диаметра ротора.

Разборка насоса

  • В первую очередь необходимо снять муфту 3 с вала электродвигателя 2 (рис.10) и снять сам насос 1 с плиты 4.
  • После чего раскрутить болты 34 (рис 11) и разъединить правую 4 и левую 5 половинки корпуса насоса. Левую половинку можно убрать сразу, больше она не понадобится.
  • После этого необходимо очень осторожно снять рабочее колесо 1 с вала 23, откручивая его за лопатки и одновременно придерживая полумуфту, расположенную, на другом конце вала 23 от прокручивания.
  • Если руками отвернуть не получается сделать это можно при помощи металлического рычага (ломика). Заложить рычаг между лопастями рабочего колеса 1 таким образом, чтобы края рычага выступали на одинаковую длину.
  • В отверстия муфты на противоположной стороне вала нужно вставить 2 металлических стержня и между ними заложить второй рычаг, уперев при этом один его край в землю.
  • Далее нужно осторожно проворачивать оба рычага против часовой стрелки. Не нужно давить слишком сильно на рычаги, так как можно погнуть вал 23. Открученное рабочее колесо 1 может еще понадобиться если захотите сделать более сложную, но эффективнее работающую конструкцию теплогенератора.
  • После этого можно отвернуть со шпилек гайки 3 и разъединить правую половину корпуса насоса 4 с корпусом подшипников 2 (рис. 11). Правая половина также больше не понадобится.

Переходим к рисунку 5. Здесь чугунный корпус подшипников обозначен как позиция 1. К нему крепится корпус 2 генератора при помощи шпилек 3, пружинных шайб и гаек. Между ними установлена прокладка 6, изготовленная из паронита (фторопласта). Ее толщина должна быть такой, чтобы при сборке упор приходился на нее, а не на резиновую футеровку гуммированной поверхности корпуса 5. На вал 4 одето стальное кольцо 8, резиновое кольцо 9 и прижимная втулка 10. На месте рабочего колеса стоит ротор 7. Длина втулки 10 должна быть такой, чтобы при накручивании ротора на вал, уплотнительное кольцо 9 сжималось и не давало просачиваться жидкости при работе агрегата. Оптимальная длина втулки 10 считается такой, когда после прикручивания ротора между торцом ротора 7 и торцом втулки 10 остается зазор в 0,5 мм. Размер 37 мм, обозначен звездочкой и указывает длину выступления вала 4 за пределы корпуса 1. Размер 22 мм обозначает длину резьбы на конце вала 4.

Сверление отверстий в роторе

Очень важным моментом является сверлении отверстий в роторе. На этом этапе остановимся подробнее. Итак, учтите следующие моменты:

  • При сверлении отверстия М20Ч1,5 и нарезки в нем резьбы по центру ротора должна быть соблюдена максимальная соосность с его наружным диаметром и перпендикулярность оси к плоскости диска ротора (рис. 1).
  • Сверлить это отверстие и нарезать резьбу нужно только на токарном станке. На рисунке 4 указано расположение глухих отверстий на торце ротора и его цилиндрической поверхности. Не стоит делать все отверстия сразу на торце ротора, а с двойным или даже четвертным шаге между ними.
  • На цилиндрической поверхности отверстия могут быть диаметром 6−9 мм, обычно делаются 8 мм. Важно, чтобы они имели одинаковую глубину и диаметр, что избавит в дальнейшем от балансировки ротора, что является дорогим удовольствием. Для этого на сверло одевается трубка из металла, и сверло выступает из нее именно на ту глубину, которую следует просверлить. Идеальным вариантом будет сверлить их на станке, который имеет ограничения хода шпинделя.

Порядок сверления отверстий

Просверлив одно отверстие следующее нужно делать не рядом с ним, а с противоположной стороны. Это необходимо потому, что в процессе сверления, сверло изнашивается и следовательно глубина следующего отверстия будет немного меньше предыдущего. При сверлении таким образом, неравномерность усредняется, что дает избежать проблему с балансировкой ротора. Эти отверстия также не надо насверливать все сразу. Так же как и на плоском торце ротора их надо сверлить в 2 или 4 раза меньше чем на рисунке 4. После этого нужно собрать генератор с ротором и испытать его при этом можно будет рассчитать потребляемую мощность электродвигателя и рассчитать сколько еще надо высверлить отверстий.

Потребляемая мощность двигателя должна быть близкой к паспортной, но не превышать ее. Остальные отверстия сверлятся таким же образом, друг напротив друга. Назвать точное количество отверстий сразу нельзя, в связи с тем, что зазор между поверхностями диска ротора 7 и статора 12 в каждом отдельном случае при изготовлении генератора окажется не совсем таким, как на рисунке 5. А данный зазор очень много определяет при работе генератора и в том числе, величину гидродинамического сопротивления вращению ротора. Ведь ротор 7 накручен на вал 4, который держится с помощью подшипников, которые установлены в корпус 1, статор 12 оцентровывается обечайкой 14, которая, в свою очередь, оцентровывается выточкой в корпусе 2 теплогенератора. А корпус 2, в свою очередь, крепится на поверхность корпуса 1 узла подшипников и оцентровывается этой поверхностью. Она же была сделана на заводе с неизвестно какой точностью.

Корпус генератора

На рисунке 7 показан сварной корпус генератора. Если вы не понимаете в чертежах или не имеете токарного станка, то обратитесь к любому знающему толк в своем деле токарю, по представленным чертежам можно без проблем выточить все необходимые детали.

  • Не нужно торопится и сваривать корпус сразу. Сначала нужно убедиться, что кольцо данного узла плотно садится в гнездо на плоском диске корпуса, которое имеет диаметр 275 мм.
  • Плотная посадка нужна для соосности этих двух деталей. Также еще нужно правильно развернуть отверстие 16 мм и отверстия с резьбой М12 в кольце относительно друг друга (рис. 7).
  • Отверстие 16 мм должно быть расположено не в верхней части генератора как показано на рисунке 2, а в нижней, сбоку от электродвигателя.

Крышка генератора и обечайка

Наружная крышка 18 генератора вытачивается из стали, в ней сверлятся 24 отверстия под болты 13 диаметром 6,5 мм. В центре имеет отверстие, к которому приварен штуцер для подачи воды.

Статор 12 крепится к корпусу генератора на 24 болта 13 (М6) через теплоизолирующую обечайку 14, которая центрирует сопрягаемые с ней детали (рис 5). Обечайка вытачивается из текстолита, в ней сверлятся 24 отверстия под болты 13 диаметром 6,5 мм. Также возможно выточить ее из стали или обрезка трубы, но тогда необходимо будет подложить прокладку 15 толщиной 1−2 мм из резины или другого изолирующего материала.

При сборке генератора плоскости крышки 18, статора 12, колец 16 и обечайки 14 промазывают влагостойким герметиком или клеем. Кольца 16 вытачивают из листовой стали толщина которой 1−2 мм и сверлят в них отверстия диаметром 6,5 мм. Диск 17 вытачивают из такой же стали и сверлят такие же отверстия под болты 13, кроме этого, в нем нужно просверлить еще 12 отверстий диаметром 10 мм.

Подсоединяется агрегат к системе отопления с помощью труб или шлангов, на выходе ставится градусник для контроля температуры воды на выходе (рис. 8).

Не стоит греть воду выше 70 градусов, так как при высокой температуре можно получить ожог от регистров отопления. Насос следует ставить на выходном патрубке, чтобы он высасывал воду из теплогенератора, а не выдавливал ее, так как в этом случае теплоотдача повышается примерно на 30%.

Получается, что сделать теплогенератор самому не такая тяжелая задача как может показаться на первый взгляд. Самое главное это не спешить и хорошо разобраться с устройством и принципом работы агрегата. Ну и, конечно, точность выточенных деталей тоже стоит не на последнем месте. Особой точности требует ротор, если его выточить неправильно, тогда при работе агрегата будет повышенная вибрация и в первую очередь будет разбивать подшипники.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

teplo.guru

Гидродинамический генератор

Изобретение относится к химической промышленности и к энергетике и может быть использовано для активации химических реакций и процессов, а также в качестве нагревателя жидкости гидродинамического типа. Технический результат состоит в повышении надежности путем устранения нескомпенсированных осевых нагрузок и снижении момента инерции реактивной турбины. Гидродинамический генератор содержит цилиндрический корпус, в котором размещены активная и реактивная турбины с противоположным направлением вращения вокруг общей вертикальной оси, а также нагнетательный и выпускной патрубки, нагнетательный патрубок охвачен активной турбиной и выполнен с радиальными сквозными пазами, активная турбина снабжена лопаточным аппаратом, охватывающим реактивную турбину, и содержит рабочие камеры, сообщенные через завихрители в виде конфузоров с нагнетательным патрубком, широкие части конфузоров обращены к нагнетательному патрубку в плоскости его радиальных пазов, осевые зоны рабочих камер соединены между собой, реактивная турбина выполнена в виде Сегнерова колеса с корпусом в виде стакана, в стенке которого выполнены радиальные сквозные пазы, днище стакана снабжено минимум одной цапфой, полость корпуса сообщена с соплами со скошенными концами, которые выполнены с возможностью циклического сообщения с рабочими камерами через тангенциальные внутренним поверхностям рабочих камер каналы, которые выполнены в теле активной турбины, напротив пазов корпуса реактивной турбины. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к химической аппаратуре для активации:

- окислительно-восстановительных реакций в жидкой фазе между растворенными веществами и продуктами диссоциации воды, возникающими в кавитационных пузырьках, возникающих в рабочих камерах и переходящими в раствор после их схлопывания;

- реакций между растворенными газами и веществами с высокой упругостью пара внутри указанных кавитационных пузырьков;

- цепных реакций в растворе, которые индуцируются не радикальными продуктами расщепления, а каким-либо другим веществом, присутствующим в системе и расщепляющимся в кавитационной полости;

- реакций с участием макромолекул (например, деструкция углеводородов).

Также относится к теплоэнергетике, а именно к нагревателям жидкости гидродинамического типа.

В химической аппаратуре используются устройства аналогичного назначения, например роторно-пульсационные аппараты - РПА (Промтов М.А. Машины и аппараты с импульсными энергетическими воздействиями на обрабатываемые вещества. М.: «Машиностроение-1», 2004, стр.71-72; Промтов М.А. Пульсационные аппараты роторного типа. Теория и практика. М.: «Машиностроение», 2001, раздел 7.3 «Основные направления развития и классификация пульсационных аппаратов роторного типа»; патент РФ №2026706, B01D 11/2, 1995), которые существенно отличаются конструктивно от заявленного устройства. Следствием этих различий является то, что заявляемому устройству не свойственны недостатки РПА, обусловленные жесткой посадкой на вращающийся вал роторов, требующих динамической балансировки и имеющих ограниченную частоту вращения (ввиду высоких значений моментов инерции роторов).

Известен «кавитационно-вихревой теплогенератор», являющийся по своей сути РПА и содержащий роторы, вращающиеся в противоположных направлениях, нагнетательный и выпускные патрубки рабочего тела, корпус-статор. Два перфорированных ротора размещены в расточках статора и закреплены на валах, которые установлены в уплотнительных и подшипниковых узлах с возможностью вращения в противоположных направлениях. Внутренние кольцевые выступы статора также перфорированы (см. патент РФ №2235950 C1, F24J 3/00, 10.09.2001).

Недостатками известного устройства является то, что тепловыделение в нем происходит в турбулентных потоках за счет рассеивания энергии на местных гидравлических сопротивлениях, эффект кавитации не используется в должной мере. Кроме того, этому аналогу присущи все вышеописанные общие недостатки РПА.

Наиболее близким к заявленному изобретению является гидродинамический генератор, содержащий корпус-статор и размещенные в нем роторы с противоположным направлением вращения, а также нагнетательный и выпускной патрубки прокачки рабочей жидкости. Роторы установлены на фиксированной вертикальной оси. В первом роторе рабочие камеры сообщаются через завихрители с нагнетательным патрубком. Второй ротор выполнен в виде реактивной гидротурбины с соплами, выполненными с возможностью циклического сообщения с выпускными отверстиями рабочих камер, осевые зоны тыльных концов которых соединены между собой (см. заявку РФ №2005136836 A, F22B 33/16, 27.05.2007) - прототип.

На некоторых режимах работы прототипа возможны нескомпенсированные осевые нагрузки на торце активной турбины (в моменты перекрытия ответной плоскостью реактивной гидротурбины выходов рабочих вихревых камер). Прототип также имеет относительно высокий момент инерции реактивной турбины.

Технические результаты заявляемого изобретения состоят в повышении надежности работы (путем принципиального устранения указанных выше осевых нагрузок по сравнению с прототипом), снижении момента инерции реактивной гидротурбины, а также снижении себестоимости аппарата (меньшая материалоемкость) и повышении его эффективности (последнее - за счет получения роста угловой скорости реактивной турбины вследствие ее облегчения).

Технические результаты достигаются тем, что в гидродинамическом генераторе, содержащем цилиндрический корпус, в котором размещены активная и реактивная турбины с противоположным направлением вращения вокруг общей вертикальной оси, а также нагнетательный и выпускной патрубки, нагнетательный патрубок охвачен активной турбиной и выполнен с радиальными сквозными пазами, активная турбина снабжена лопаточным аппаратом, охватывающим реактивную турбину, и содержит рабочие камеры, сообщенные через завихрители в виде конфузоров с нагнетательным патрубком, широкие части конфузоров обращены к нагнетательному патрубку в плоскости его радиальных пазов, осевые зоны рабочих камер соединены между собой, реактивная турбина выполнена в виде Сегнерова колеса с корпусом в виде стакана, в стенке которого выполнены радиальные сквозные пазы, днище стакана снабжено минимум одной цапфой, полость корпуса сообщена с соплами со скошенными концами, которые выполнены с возможностью циклического сообщения с рабочими камерами через тангенциальные внутренним поверхностям рабочих камер каналы, которые выполнены в теле активной турбины напротив пазов корпуса реактивной турбины.

Согласно изобретению осевые зоны рабочих камер соединены между собой через перепускные патрубки и содержащую кольцевую диафрагму кольцевую камеру, при этом перепускные патрубки закреплены на диафрагме.

Согласно изобретению рабочие камеры содержат конические участки, обеспечивающие фокусировку отраженных от корпуса реактивной гидротурбины ударных волн в осевые зоны рабочих камер.

Согласно изобретению перепускные осевые патрубки выполнены состоящими из сопряженных конусов и цилиндров.

Согласно изобретению конфузоры вихревых камер могут быть снабжены обратными клапанами.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

фиг.1 - гидродинамический генератор, совмещение общего вида с разрезом;

фиг.2 - разрез Г-Г на фигуре 1;

фиг.3 - активная турбина;

фиг.4 - проекции корпуса реактивной турбины;

фиг.5 - каналы активной турбины.

На фигурах элементы устройства обозначены следующими позициями: 1 - нагнетательный патрубок; 2 - радиальный сквозной паз; 3 - конфузор; 4 - активная турбина; 5 - рабочая камера; 6 - тангенциальный канал; 7 - корпус реактивной турбины; 8 - подпятник; 9 - радиальные пазы корпуса 7; 10 - кольцевая полость; 11 - сопло реактивной турбины; 12 - лопаточный аппарат; 13 - осевые зоны камер; 14 - перепускной патрубок; 15 - буферная кольцевая камера; 16 - диафрагма; 17 - кромка перепускного патрубка; 18 - конический участок; 19 - выпускной патрубок; 20 - корпус генератора; 21 - основание; 22 - цапфа корпуса 7; 23 - цапфа корпуса 20; 24 - шаровая опора; 25 - реактивная турбина.

Гидродинамический генератор содержит цилиндрический корпус 20, разъемно соединенный с основанием 21. В корпусе 20 размещены активная 4 и реактивная 25 турбины с противоположным направлением вращения вокруг общей вертикальной оси. Реактивная турбина 25 образована корпусом 7 и соплами 11, жестко скрепленными между собой. Основание 21 снабжено цилиндрическим нагнетательным патрубком 1, соосным вертикальной оси вращения роторов. В верхней части патрубка 1 закреплен подпятник 8. При этом ротор активной турбины 4 охватывает патрубок 1, в стенке которого выполнены радиальные сквозные пазы 2. В сборе пазы 2 лежат в плоскости конфузоров 3. Широкие срезы конфузоров 3 лежат на внутренней поверхности ротора активной турбины 4. Конфузоры 3 рабочих камер 5 могут быть снабжены обратными клапанами (на фигурах не показаны), которые обеспечивают однонаправленное движение рабочей жидкости.

Конфузоры 3 сообщаются с рабочими камерами 5, соединенными через осевые зоны 13 с наклонными относительно внутренней цилиндрической поверхности ротора активной турбины 4 тангенциальными каналами 6. Кроме того, осевые зоны 13 через осевые перепускные патрубки 14 соединены между собой буферной кольцевой камерой 15 с кольцевой диафрагмой 16. Ротор активной турбины 4 снабжен лопаточным аппаратом 12, охватывающим турбину 25, которая выполнена в виде Сегнерова колеса с корпусом 7 в виде стакана и скрепленными со стаканом соплами 11 со скошенными концами.

В цилиндрической стенке корпуса 7 ротора реактивной турбины 26 выполнены радиальные сквозные пазы 9. Его днище снабжено минимум одной центральной цапфой 22. Корпус 7 ротора реактивной гидротурбины 8 выполнен с полостью 10, с которой сообщаются сопла 11. Такое конструктивное исполнение позволило значительно облегчить реактивную турбину 25 и снизить ее момент инерции, а также повысить на этой основе угловую скорость вращения по сравнению с прототипом. В теле цапфы 22 выполнено глухое отверстие, в которое вставлена жестко закрепленная на корпусе 20 цапфа 23. Торец цапфы 22 опирается на шаровую опору 24, лежащую на дне подпятника 8. Такая совокупность признаков обеспечивает вращение турбины 25 с минимальными потерями на трение и надежно воспринимает осевые нагрузки. Выходы тангенциальных каналов 6 ротора активной турбины 4 расположены напротив радиальных пазов 9 корпуса 7 реактивной турбины 25. Входные участки сопл 11 сообщаются с полостью корпуса 7 реактивной турбины 25. Сопла 11 циклически сообщаются, как описано ниже, с выходами тангенциальных каналов 6, то есть с выпускными отверстиями рабочих вихревых камер 5 (через пазы 9 корпуса 7).

Устройство работает следующим образом.

Рабочее тело (в случае использования заявленного гидродинамического генератора как источника тепла) или обрабатываемая жидкость (в случае использования его в химической аппаратуре) нагнетается во впускной патрубок 1. Через радиальные пазы 2 во впускном патрубке 1 рабочая жидкость истекает в радиально расположенные конфузоры 3 в теле ротора активной турбины 4, охватывающего впускной патрубок 1. Конфузоры 3 обеспечивают тангенциальный ввод рабочей жидкости в рабочие камеры 5 ротора активной турбины 4 и ее закрутку с образованием макровихревых потоков. В таких потоках рабочая жидкость структурируется под действием радиального градиента давления. Из рабочих камер 5 рабочая жидкость отводится через наклонные каналы 6, выполненные в теле ротора активной турбины 4. При этом рабочая жидкость движется от его периферии к его оси. В корпусе 7 турбины 25 выполнены радиальные пазы 9 и выходы наклонных каналов 6 ротора активной турбины 4 при вращении активной турбины 4 и турбины 25, то сообщаются с кольцевой полостью 10, то разобщаются с ней. Поэтому в наклонных каналах 6 ротора активной турбины 4 генерируются гидроудары. Из полости 10 турбины 25 рабочая жидкость поступает в сопла 11. При истечении жидкости из сопл 11 возникает момент, приводящий турбину во вращение. В то же время истекающие из сопел 11 струи приводят во вращение турбину 4 путем взаимодействия с жестко закрепленным на роторе этой турбины лопаточным аппаратом 12. Турбины 4 и 25 вращаются в противоположных направлениях. При перекрытии выходов каналов 6 ротора турбины 4 корпусом турбины 25 (с образованием гидроударов) ударные волны отражаются в осевые зоны 13 рабочих камер 5 и через осевые перепускные патрубки 14 поступают в кольцевую камеру 15, связывающую рабочие камеры 5 между собой. В кольцевой камере 15 отраженные ударные волны передают энергию кольцевой диафрагме 16 и осевым зонам 13 рабочих камер 5, открытых на данный момент на выходе, то есть сообщенных через радиальные пазы 9 корпуса 7 с ее соплами 11. Кромки 17 перепускных патрубков 14 генерируют акустические колебания, что увеличивает интенсивность кавитации в рабочих камерах 5 турбины 4.

Для фокусировки отраженных ударных волн в осевые зоны 13 камер 5 поверхность последних содержит конические участки 18, а перепускные осевые патрубки 14 выполнены состоящими из сопряженных цилиндрических и конических участков. Рабочая жидкость выводится из устройства через выпускной патрубок 19. В осевых зонах 13 камер 5 существуют зоны пониженного давления, сопровождающиеся гидродинамической кавитацией и образованием парогазовых пузырьков (каверн). При направлении ударных волн в зону образования пузырьков последние схлопываются. При этом выделяется энергия, а рабочая жидкость подвергается локальному дискретно-импульсному воздействию. Сочетание вихревой кавитации гидродинамического типа с ударно-волновым воздействием и озвучиванием в ультразвуковом диапазоне, что обеспечивают кромки 17 осевых патрубков 14, закрепленных на кольцевой диафрагме, влечет синергию, возникают нелинейные процессы второго порядка. Тем самым обеспечивается интенсивная кавитация в рабочей жидкости, в частности, повышается темп нагрева жидкости (в случае применения гидродинамического генератора в качестве нагревателя).

Выполнение устройства согласно признакам формулы изобретения позволяет устранить осевые нагрузки на обе турбины, а также снизить момент инерции реактивной турбины, что в результате:

- повышает ресурс и надежность в работе,

- увеличивает эффективность дискретно-импульсного воздействия на обрабатываемую жидкость путем увеличения угловой скорости вращения реактивной турбины (при прочих равных условиях), следовательно, и частоты гидроударного воздействия на жидкость.

- снижает себестоимость аппарата (новая конструкция гидротурбины обеспечивает повышение коэффициента использования материала и снижение его общего расхода).

Достижение технических результатов указанными выше путями не следует явным образом из уровня техники, что подтверждает изобретательский уровень разработки.

1. Гидродинамический генератор, содержащий цилиндрический корпус, в котором размещены активная и реактивная турбины с противоположным направлением вращения вокруг общей вертикальной оси, а также нагнетательный и выпускной патрубки, нагнетательный патрубок охвачен активной турбиной и выполнен с радиальными сквозными пазами, активная турбина снабжена лопаточным аппаратом, охватывающим реактивную турбину, и содержит рабочие камеры, сообщенные через завихрители в виде конфузоров с нагнетательным патрубком, широкие части конфузоров обращены к нагнетательному патрубку в плоскости его радиальных пазов, осевые зоны рабочих камер соединены между собой, реактивная турбина выполнена в виде Сегнерова колеса с корпусом в виде стакана, в стенке которого выполнены радиальные сквозные пазы, днище стакана снабжено минимум одной цапфой, полость корпуса сообщена с соплами со скошенными концами, которые выполнены с возможностью циклического сообщения с рабочими камерами через тангенциальные внутренним поверхностям рабочих камер каналы, которые выполнены в теле активной турбины, напротив пазов корпуса реактивной турбины.

2. Гидродинамический генератор по п.1, в котором осевые зоны рабочих камер соединены между собой через перепускные патрубки и содержащую кольцевую диафрагму кольцевую камеру, при этом перепускные патрубки закреплены на диафрагме.

3. Гидродинамический генератор по п.1, в котором рабочие камеры содержат конические участки, обеспечивающие фокусировку отраженных от корпуса реактивной гидротурбины ударных волн в осевые зоны рабочих камер.

4. Гидродинамический генератор по п.2, отличающийся тем, что перепускные осевые патрубки выполнены в виде сопряженных конических и цилиндрических участков.

5. Гидродинамический генератор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что конфузоры вихревых камер снабжены обратными клапанами.

www.findpatent.ru

Самодельный генератор, самодельный генератор для ветряка

Ветряк своими руками, генератор для ветряка своими руками

Данная статья является вольным переводом информации взятой из двух источников, со странички "Mini-Gen" и pdf-файла инструкции оттуда же. Внешний вид получившегося генератора показан на рисунке ниже.

Он представляет собой однофазный генератор с магнитной системой с "когтеобразными" полюсами, типа таких, которые применяются в автомобильных генераторах. Но в отличие от последних "когти" располагаются не радиально, а аксиально.

Ветрогенератор,ветряк своими руками,Самодельный генератор для ветряка,энергия ветра, ветрогенератор своими руками,генератор для ветряка своими руками,экоток.ветрогенератор,ветряк своими руками,Самодельный генератор для ветряка,энергия ветра, ветрогенератор своими руками,генератор для ветряка своими руками

Магнитное поле создаётся с помощью восьми постоянных неодимовых магнитов размера N42, закреплённых на вращающемся роторе. При вращении ротора, благодаря "когтям" происходит изменение магнитного поля в катушке, и на её выходе появляется переменное напряжение.

Генератор легко зажигает дюжину белых мощных светодиодов даже при вращении рукой. Он может быть соединён с ветряками как роторного типа, так и с пропеллером. Выходное напряжение может быть более 12В при вращении рукой, при токе около 0.2...0.3А. Конструкция генератора очень проста. Все его детали показаны на рисунке ниже.

Ниже дана инструкция как собирать данный генератор из набора, который автор отсылает покупателям. В России далеко не каждый может купить данный комплект для сборки, но это не повод отказываться от повторения этой модели, т.к. детали достаточно простые и их можно легко изготовить в домашних условиях.

Начинают сборку с катушки, подсоединяя выходной провод к обмотке. Количество витков в катушке не указано, но она имеет простую конструкцию, поэтому домотать необходимое количество не представляет труда. Думаю, начинать следует примерно с 200…300 витков провода 0.4…0.5 мм.

При соединении проводов не забудьте зачистить обмоточный провод от изоляции. Например, с помощью острого ножа или зажигалки.

Соединения следует надёжно заизолировать…

и прикрутить к катушке, чтобы исключить их перемещение и обламывание.

Затем приступим к сборке механической части генератора. Детали генератора показаны ниже. Все они изготовлены из стали. Для кольца использована лента из трансформаторной стали, но можно обойтись и стальной втулкой.

Пропустим провод от катушки в отверстие основания.

Закрепив гайку на оси, стянем пакет из уголка, круглой платы основания, катушки и крестообразного магнитопровода другой гайкой. См.рисунки ниже.

Установим стальной магнитопровод в виде кольца поверх катушки и вставим 4 болта. Болты диаметром 6мм длиной 20мм.

Установим верхнюю пластину, притянув её болтами. Стягивайте болты без усилий, чтобы не повредить резьбу на пластине.

Подтягивая центральную гайку прижмём крестообразный магнитопровод к катушке таким образом, чтобы он не выступал за плоскость верхней пластины.

На этом сборку статора можно считать законченной. Приступаем к сборке ротора. Находим в комплекте сборку ротора с подшипниками и 8 шт постоянных магнитов.

Далее, необходимо разметить места для присоединения магнитов. Для этого рисуем шаблон.

И наложив его на ротор...

маркером размечаем места крепления магнитов.

Магниты на роторе должны чередоваться по расположению полюсов. Поэтому перед их наклейкой нужно пометить одноименные полюса, например, маркером. Проще всего это сделать, собрав все магниты в столбик. В этом случае все одноименные полюса будут ориентированы в одну сторону.

Расположите магниты на роторе, чередуя полюса.

Такое расположение магнитов также позволяет снизить силы тяжения при вращении ротора. Т.е. магниты при переключении полюсов будут компенсировать своё притяжение и отталкивание.

После установки магнитов, Вы можете промазать вокруг них клеем для окончательной фиксации. Однако, магниты даже без клея, держатся неплохо.

Насадите ротор на ось и закрепите её. При насадке будьте осторожны, т.к. ротор притягивается к статору, в конце пути он может удариться, поэтому лучше иметь там небольшую прокладку, которую потом удалите.

Собственно, с механикой, закончили. Сейчас, вращая ротор рукой, Вы можете получить 3..4В переменного выходного напряжения. После выпрямителя получите 7…9В.

Соберём выпрямитель и умножитель напряжения в два раза. Его схема показана на рисунке ниже. В качестве диодов можно взять любой диод на ток 1 А и выше и напряжение не менее 50В. Конденсаторы электролитические 47.0мкФ х 50В, или любые большей ёмкости.

Если умножения не нужно, то конденсатор соединяем между плюсом и минусом выхода и убираем их от диодов.

В отсутствие паяльника, выпрямитель можно собрать так, как показано на рисунках ниже.

Подключим генератор к выпрямителю в точках АС.

А к выходу подключите мультиметр.

При быстром вращении на выходе можно получить почти 40 В без нагрузки.

В дальнейшем этот генератор можно подключить к различным турбинам.

Например, с вертикальной осью.

Либо, изготовив лопасти из тонкого алюминия, собрать вертушку с горизонтальной осью вращения.

Чертёж лопасти приведён на рисунке ниже. Все размеры даны в дюймах, 1 дюйм = 25.4мм.

Собственно, всё. Дальше Вы можете использовать данный ветряк и генератор как Вам заблагорассудится.

Альтернативная энергетика, ветрогенератор,ветряк своими руками,Самодельный генератор для ветряка,энергия ветра, ветрогенератор своими руками,сила ветра,генератор для ветряка своими руками,электрогенератор своими руками.

 

www.ecotoc.ru