RU118404U1

RU118404U1 - HYDRODYNAMIC HEAT GENERATOR-DESTRUCTOR

Info

Publication number: RU118404U1
Application number: RU2012109338/06U
Authority: RU
Inventors: Николай Васильевич Оболенский; Юрий Евгеньевич Крайнов; Марина Станиславовна Вандышева
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2012-07-20

Abstract

Теплогенератор-деструктор, содержащий вихревую цилиндрическую камеру, представляющую собой трубу, с обоих торцов оснащенную фланцами, струезакручивающий узел с циклоном, тормозное устройство и выходной патрубок, отличающийся тем, что оснащен ускорителем движения жидкости диаметром 170 мм и шириной 40 мм, выполненным в виде циклона, в котором наклонной поверхностью является только одна сторона, торцевая часть соединена с цилиндрической частью корпуса и закрывается боковой крышкой; в основании его цилиндрической части, противолежащей циклону, смонтирован резонатор в виде шести камертонных пластин с размерами 100×34×8 мм, закрепленных на крышке реактора с выходным отверстием диаметром 40 мм; отношение диаметра цилиндрической части корпуса к ее длине принято 1 к 8, то есть при диаметре 100 мм корпус имеет длину 800 мм. A heat generator-destructor containing a cylindrical vortex chamber, which is a pipe, equipped with flanges at both ends, a jet swirling unit with a cyclone, a brake device and an outlet pipe, characterized in that it is equipped with an accelerator of fluid movement with a diameter of 170 mm and a width of 40 mm, made in the form of a cyclone , in which only one side is an inclined surface, the end part is connected to the cylindrical part of the body and is closed by a side cover; at the base of its cylindrical part opposite the cyclone, a resonator is mounted in the form of six tuning fork plates with dimensions of 100 × 34 × 8 mm, fixed on the reactor cover with an outlet opening with a diameter of 40 mm; the ratio of the diameter of the cylindrical part of the body to its length is taken 1 to 8, that is, with a diameter of 100 mm, the body has a length of 800 mm.

Description

Полезная модель относится к теплотехнике и предназначена для деструкции биомасс с целью получения биогаза в фермерских хозяйствах и крестьянских подворьях.The utility model relates to heat engineering and is intended for the destruction of biomass in order to obtain biogas in farms and farmsteads.

Известен гидравлический теплогенератор для нагрева жидкостей, который может быть использован в системах отопления зданий и сооружений, транспортных средств, подогрева воды для производственных и бытовых нужд, сушки сельхозпродуктов, для подогрева непосредственно в трубопроводе вязких жидкостей типа нефти с целью снижения их вязкости и улучшения ее реологических свойств.Known hydraulic heat generator for heating liquids, which can be used in heating systems of buildings and structures, vehicles, water heating for industrial and domestic needs, drying agricultural products, for heating directly in the pipeline viscous liquids such as oil in order to reduce their viscosity and improve its rheological properties.

Этот теплогенератор содержит струе закручивающий узел, вихревую цилиндрическую камеру с выходным патрубком, тормозное устройство и перепускную магистраль.This heat generator contains a jet twisting unit, a vortex cylindrical chamber with an outlet pipe, a brake device and a bypass line.

В процессе вихревого движения и торможения жидкость в рабочей камере активируется, нагревается, и из выходного патрубка истекает горячая вода. Часть горячей воды для повышения эффективности работы теплогенератора может отводиться от его выхода на вход через перепускную магистраль (трубу).In the process of vortex movement and braking, the liquid in the working chamber is activated, heats up, and hot water flows out of the outlet pipe. Part of the hot water to increase the efficiency of the heat generator can be diverted from its exit to the entrance through the bypass line (pipe).

Вихревые теплогенераторы статичны и достаточно просты, они не содержат подвижных элементов, за исключением, рабочего тела.Vortex heat generators are static and simple enough, they do not contain moving elements, with the exception of the working fluid.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемой полезной модели является теплогенератор для нагрева жидкостей, патент России №2045715. Опубликован 10.10.1995.The closest set of features to the claimed utility model is a heat generator for heating liquids, patent of Russia No. 2045715. Published 10/10/1995.

Однако известный теплогенератор имеет существенные недостатки: не оптимизированные геометрические параметры конструкционных узлов и, применительно к использованию заявляемой модели, сложен, громоздок и дорог. Целью предложения является устранение названных недостатков.However, the well-known heat generator has significant drawbacks: not optimized geometric parameters of the structural units and, with respect to the use of the claimed model, is complicated, bulky and expensive. The aim of the proposal is to eliminate these shortcomings.

Поставленная цель достигается тем, что: а) теплогенератор оснастили ускорителем движения жидкости диаметром 170 мм и шириной 40 мм, выполненным в виде циклона, в котором наклонной поверхностью является только одна сторона, торцевая часть соединена с цилиндрической частью корпуса и закрывается боковой крышкой; б) в основании цилиндрической части теплогенератора, противолежащей циклону, смонтирован резонатор в виде шести камертонных пластин с размерами 100×34×8, закрепленных на крышке реактора с выходным отверстием диаметром 40 мм; в) для усиления резонансного эффекта теплогенератор выполнен с соотношением диаметра цилиндрической части корпуса к ее длине 1 к 8, то есть при диаметре 100 мм корпус имеет длину 800 мм.This goal is achieved in that: a) the heat generator was equipped with a liquid accelerator with a diameter of 170 mm and a width of 40 mm, made in the form of a cyclone, in which the inclined surface is only one side, the end part is connected to the cylindrical part of the body and is closed by a side cover; b) in the base of the cylindrical part of the heat generator opposite the cyclone, a resonator is mounted in the form of six tuning fork plates with dimensions 100 × 34 × 8, mounted on the reactor lid with an outlet with a diameter of 40 mm; c) to enhance the resonant effect, the heat generator is made with a ratio of the diameter of the cylindrical part of the body to its length 1 to 8, that is, with a diameter of 100 mm, the body has a length of 800 mm.

На фиг.1 показан чертеж модернизированного теплогенератора-деструктора и его составные части.Figure 1 shows a drawing of a modernized heat generator-destructor and its components.

Теплогенератор-деструктор содержит крышку (1), улитку (2) (показан набор сменных улиток), вихревую цилиндрическую камеру (3), представляющую собой трубу с обеих торцов оснащенную фланцами (4), резонатор (5), выходной патрубок с фланцем (6).The heat generator-destructor contains a cover (1), a cochlea (2) (a set of interchangeable coils is shown), a vortex cylindrical chamber (3), which is a pipe equipped with flanges at both ends (4), a resonator (5), and an outlet pipe with a flange (6 )

Теплогенератор-деструктор позволяет получать биогаз путем деструкции биомасс и, кроме того, осуществлять исследование удельного энергопотребления для нагрева 1 кг воды на 1°C (Вт·ч/кг·°C).The heat generator-destructor allows you to get biogas by the destruction of biomass and, in addition, to study the specific energy consumption for heating 1 kg of water at 1 ° C (W · h / kg · ° C).

Работа теплогенератора-деструктора заключается в том, что среда (вода, биомасса) нагнетается насосом в улитку, обеспечивающую тангенциальный ввод потока холодной жидкости в пристеночную область цилиндрической вихревой камеры. В вихревой камере тангенциально введенный поток закручивается, ускоряется и, вращаясь, движется вдоль камеры по направлению к выходному патрубку, перед которым затормаживается специальным устройством и поступает наружу потребителю через выходной патрубок.The work of the heat generator-destructor consists in the fact that the medium (water, biomass) is pumped into the cochlea by the pump, which ensures the tangential entry of the flow of cold liquid into the wall region of the cylindrical vortex chamber. In the vortex chamber, the tangentially introduced flow is twisted, accelerated and, rotating, moves along the chamber towards the outlet pipe, in front of which it is braked by a special device and enters the consumer through the outlet pipe.

Для оптимизации геометрических параметров основных узлов разработана имитационная модель теплогенератора-деструктора и, сначала, выполнена конструкционная часть имитационной модели с использованием пакета Solid Works 2010 for Windows для ПЭВМ на основании оптимальных геометрических параметров, определенных при спланированных многофакторных экспериментах. Затем выполнено решение полученной математической модели методом граничных условий и ее визуализация в прикладном пакете Cosmos Flo Works. Имитационная модель подтвердила адекватность расчетных данных модели, в том числе, зависимость нагрева жидкости от давления на входе в теплогенератор-деструктор.To optimize the geometric parameters of the main nodes, a simulation model of a heat generator-destructor was developed and, first, the construction part of the simulation model was implemented using the Solid Works 2010 for Windows software package for a PC based on the optimal geometric parameters determined during the planned multi-factor experiments. Then, the resulting mathematical model was solved by the boundary condition method and its visualization in the Cosmos Flo Works application package. The simulation model confirmed the adequacy of the calculated model data, including the dependence of fluid heating on the pressure at the inlet to the heat generator-destructor.

Определение удельного расхода электроэнергии (W_уд) для нагрева 1 кг воды на 1°C (Вт·ч/кг·°C) осуществлялось на основании экспериментальных данных по уравнению:The specific energy consumption (W _beats ) for heating 1 kg of water per 1 ° C (W · h / kg · ° C) was determined on the basis of experimental data by the equation:

W_уд =W/(G_ф·Δt₁),W _beats = W / (G _f · Δt ₁ ),

где W - количество электроэнергии, потребленной электродвигателями насосов в течение часа, Вт·ч;where W is the amount of electricity consumed by the electric motors of the pumps for an hour, Wh · h;

G_ф - количество воды, нагретой в течение часа, кг;G _f - the amount of water heated for an hour, kg;

Δt₁ - разница, между температурой воды на выходе из теплогенератора-деструктора и на входе в него в начале испытаний, °C.Δt ₁ is the difference between the temperature of the water at the outlet of the heat generator-destructor and at the entrance to it at the beginning of the test, ° C.

Claims

A heat generator-destructor containing a vortex cylindrical chamber, which is a pipe, equipped with flanges from both ends, a thread-tightening unit with a cyclone, a brake device and an outlet pipe, characterized in that it is equipped with a liquid accelerator with a diameter of 170 mm and a width of 40 mm, made in the form of a cyclone in which the inclined surface is only one side, the end part is connected to the cylindrical part of the housing and is closed by a side cover; at the base of its cylindrical part opposite the cyclone, a resonator is mounted in the form of six tuning fork plates with dimensions of 100 × 34 × 8 mm, mounted on the reactor lid with an outlet with a diameter of 40 mm; the ratio of the diameter of the cylindrical part of the body to its length is taken 1 to 8, that is, with a diameter of 100 mm, the body has a length of 800 mm.