RU2344356C1 - Method of heat-mass-power exchange and device for this effect - Google Patents

Method of heat-mass-power exchange and device for this effect Download PDF

Info

Publication number
RU2344356C1
RU2344356C1 RU2007129639/06A RU2007129639A RU2344356C1 RU 2344356 C1 RU2344356 C1 RU 2344356C1 RU 2007129639/06 A RU2007129639/06 A RU 2007129639/06A RU 2007129639 A RU2007129639 A RU 2007129639A RU 2344356 C1 RU2344356 C1 RU 2344356C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vortex
resonator
main
tubes
acoustic
Prior art date
Application number
RU2007129639/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Васильевич Медведев (RU)
Анатолий Васильевич Медведев
Original Assignee
Овченкова Оксана Анатольевна
Куканов Вячеслав Алексеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Овченкова Оксана Анатольевна, Куканов Вячеслав Алексеевич filed Critical Овченкова Оксана Анатольевна
Priority to RU2007129639/06A priority Critical patent/RU2344356C1/en
Priority to PCT/RU2008/000489 priority patent/WO2009041854A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2344356C1 publication Critical patent/RU2344356C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24VCOLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F24V40/00Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: invention relates to acoustic (e.g. ultrasonic) methods of heat-mass-power exchange of liquid, gas, gas liquid mixes, suspensions and dispersions. The method and device for heat-mass-power exchange is suggested in which acoustic resonance activation of vortical grocery streams by means of vortical pipes communicating among themselves. The main vortical pipe is communicated with one of two pressure head grocery chambers and supplied with a resonator adjustably movable relative to its axis, located inside the main vortical pipe and containing one or more circumferentially arranged vortical pipes. Raised streams incorporated in the common acoustic chamber, concentrate acoustic excitation energy at the centre and output sound processed products for use.
EFFECT: possibility to adjust power of acoustic effect exerted on a product in a required range of frequency and amplitude characteristics; increased volume and density of cavitation space.
5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к акустическим (например, ультразвуковым) способам тепломассоэнергообмена жидких, газовых, газожидкостных смесей, взвесей и дисперсий в механо-физико-химических процессах превращения, кроме этого таким способом воздействуют на воду с целью нагрева ее как теплоносителя.The invention relates to acoustic (for example, ultrasonic) methods of heat and mass energy exchange of liquid, gas, gas-liquid mixtures, suspensions and dispersions in mechano-physical and chemical conversion processes, in addition, in this way they act on water to heat it as a coolant.

Известны способы тепломассоэнергообмена при акустическом возбуждении проходных потоков продуктов путем передачи жидкости колебательной энергии с помощью источника механических колебаний, взаимодействующего с жидкостью. Используется этот способ в гидродинамических ультразвуковых излучателях с пластинчатыми и стержневыми резонансными колебательными устройствами, в вихревых и роторно-пульсационных аппаратах. Другим способом тепломассоэнергообмена при акустическом возбуждении может быть взаимодействие струйных потоков между собой путем передачи кинетической энергии одного потока другому. Этот способ используется в струйно-вихревых аппаратах (инжекторах, вихревых трубах), в которых происходит преобразование потенциальной энергии в кинетическую с последующим тепломассоэнергообменом взаимодействующих сред. В результате такого взаимодействия возникает резонанс и кавитационный эффект, в результате чего рвутся связи между молекулами и атомами, при восстановлении которых выделяется энергия в виде тепла. На этой основе работают теплогенераторы.Known methods of heat and mass energy during the acoustic excitation of the flow of products through the transmission of liquid vibrational energy using a source of mechanical vibrations interacting with the liquid. This method is used in hydrodynamic ultrasonic emitters with plate and rod resonant oscillating devices, in vortex and rotary-pulsating devices. Another method of heat and mass energy exchange during acoustic excitation can be the interaction of jet streams with each other by transferring the kinetic energy of one stream to another. This method is used in jet-vortex devices (injectors, vortex tubes) in which the potential energy is converted into kinetic energy, followed by heat and mass transfer of interacting media. As a result of this interaction, a resonance and a cavitation effect arise, as a result of which bonds between molecules and atoms are broken, during the restoration of which energy is released in the form of heat. Heat generators work on this basis.

Известны способ резонансного возбуждения жидкости и устройство для нагревания жидкости [патент РФ 2232630, 7B01J 19/10, опубликован 20.07.04], которые основаны на обработке жидкости источником механических колебаний на частоте из ряда основных частот, подчиняющихся определенной эмпирической зависимости. Способ нагревания жидкости основан на акустической обработке жидкости и включает ее подачу в полость вращающегося рабочего колеса и выпуск из полости через ряд выходных отверстий в периферийной кольцевой стенке рабочего колеса в кольцевую камеру, а затем в сборную камеру при соблюдении определенных соотношений между частотой вращения рабочего колеса, радиусом периферийной стенки и резонансной частотой. К недостаткам этого способа следует отнести сложность технической реализации этого способа, избирательность возбуждения, многофакторную зависимость резонансного возбуждения от геометрических, частотных параметров и ограниченную возможность использования этого способа для проведения других тепломассоэнергообменных процессов.A known method of resonant excitation of a liquid and a device for heating a liquid [RF patent 2232630, 7B01J 19/10, published July 20, 04], which are based on the processing of a liquid by a source of mechanical vibrations at a frequency from a number of fundamental frequencies obeying a certain empirical dependence. The method of heating the liquid is based on the acoustic processing of the liquid and includes feeding it into the cavity of the rotating impeller and discharging from the cavity through a series of outlet openings in the peripheral annular wall of the impeller into the annular chamber, and then into the collection chamber subject to certain ratios between the rotational speed of the impeller, the radius of the peripheral wall and the resonant frequency. The disadvantages of this method include the complexity of the technical implementation of this method, the selectivity of the excitation, the multi-factorial dependence of the resonant excitation on the geometric, frequency parameters and the limited possibility of using this method for other heat and mass transfer processes.

Наиболее близкими по технической сущности являются способ тепломассоэнергообмена и устройство для его осуществления [патент РФ 2268772, 7B01J 19/10, 7B01F 11/02, опубликован 27.01.2006], при которых возбуждение осуществляется с помощью сообщенных между собой вихревых труб путем частичного соприкосновения встречно-направленных поверхностно-наружных слоев двух и более вихревых потоков на глубину, обеспечивающую их акустическое возбуждение за счет деформационного взаимодействия, происходящего в зоне пересечения вихревых труб. Устройство для осуществления этого способа выполнено в виде двух и более вихревых труб, сообщенных между собой с помощью частичного пересечения их по образующим.The closest in technical essence are the method of heat and mass energy exchange and a device for its implementation [RF patent 2268772, 7B01J 19/10, 7B01F 11/02, published 01/27/2006], in which the excitation is carried out using interconnected vortex tubes by partial contact of the counter- directed surface-outer layers of two or more vortex flows to a depth that ensures their acoustic excitation due to deformation interaction occurring in the zone of intersection of the vortex tubes. A device for implementing this method is made in the form of two or more vortex tubes communicated with each other by partially intersecting them along generatrixes.

Однако этот способ и устройство имеют ряд недостатков. Во-первых, встречно-направленные поверхностно-наружные слои двух и более вихревых потоков на глубину деформационно-сдвигового взаимодействия создают противоположно направленные центробежные силы, которые деформируют вихреобразование, в результате чего уменьшают время взаимодействия вихрей и эффективную полосу спектра амплитудно-частотных характеристик акустического возбуждения. Это приводит к тому, что в конце вихревых труб на выходе потоков резко падает интенсивность возбуждения. Во-вторых, регулирование акустического возбуждения при неизменных диаметрах вихревых труб и сечений тангенциальных сопел возможно только изменением напорно-расходных значений потока на входе в напорную камеру, а это приводит к резким изменениям гидродинамических режимов возбуждения, т.е. уменьшению диапазона регулирования интенсивности эффективного возбуждения и падению производительности.However, this method and device have several disadvantages. First, counter-directed surface-outer layers of two or more vortex flows to the depth of the deformation-shear interaction create oppositely directed centrifugal forces that deform the vortex formation, resulting in a decrease in the interaction time of the vortices and the effective spectrum bandwidth of the amplitude-frequency characteristics of acoustic excitation. This leads to the fact that at the end of the vortex tubes at the outlet of the flows, the excitation intensity drops sharply. Secondly, the regulation of acoustic excitation at constant diameters of the vortex tubes and sections of the tangential nozzles is possible only by changing the pressure-flow rate values of the flow at the entrance to the pressure chamber, and this leads to sharp changes in the hydrodynamic modes of excitation, i.e. reducing the range of regulation of the intensity of effective excitation and a drop in productivity.

Техническим результатом, на который направлено предлагаемое изобретение, является усовершенствование способа и устройства тепломассоэнергообмена по патенту РФ 2268772, а именно:The technical result, which the invention is directed to, is the improvement of the method and device for heat and mass and energy exchange according to the patent of the Russian Federation 2268772, namely:

- создание условий для обеспечения управляемого акустического возбуждения одно- или двухкомпонентных продуктов типа жидкость-жидкость, жидкость-газ, газ-газ;- creation of conditions for providing controlled acoustic excitation of one- or two-component products such as liquid-liquid, liquid-gas, gas-gas;

- регулирование мощности, длительности и частотно-амплитудных характеристик акустического возбуждения.- regulation of power, duration and frequency-amplitude characteristics of acoustic excitation.

Технический результат достигается тем, что в способе тепломассоэнергообмена, который осуществляется путем частичного соприкосновения встречно-направленных поверхностно-наружных слоев двух и более вихревых продуктовых потоков на глубину, обеспечивающую возбуждение за счет деформационно-сдвигового взаимодействия, происходящего в зоне пересечения сообщенных между собой вихревых труб, в основной вихревой трубе, содержащей резонатор, формируют основной вихрекольцевой поток продукта с нормированным напорно-расходным гидродинамическим режимом вихреформирования, а в вихревых трубах, размещенных в резонаторе, формируют одинаково или встречно-направленные относительно основного вихрекольцевого потока резонансные вихревые потоки с отличающимися от основного вихрекольцевого потока напорно-расходными гидродинамическими режимами вихреформирования, возбуждают акустические колебания путем частичного соприкосновения внутренней кольцевой поверхности основного вихрекольцевого потока с наружными поверхностно-активными слоями резонансно-вихревых потоков резонатора в зонах пересечения полостей вихревых труб с кольцевым пространством основного вихревого потока и выводят продукт на использование.The technical result is achieved by the fact that in the method of heat and mass energy exchange, which is carried out by partial contact of the counter-directed surface-outer layers of two or more vortex product flows to a depth that provides excitation due to the deformation-shear interaction occurring in the intersection of the interconnected vortex tubes, in the main vortex tube containing the resonator, the main vortex-ring product flow with a normalized pressure-flow hydrodynamically formed m by the vortex reforming mode, and in the vortex tubes placed in the resonator, resonant vortex flows with pressure-flow hydrodynamic vortex-flow pressure-flow hydrodynamic regimes that are different from the main vortex-ring flow are generated in the vortex tubes placed in the resonator, they excite acoustic vibrations by partially annular ring contact flow with the outer surface-active layers of the resonant-vortex resonator flows in zones of intersection of the vortex tube cavities with the annular space of the main vortex flow and bring the product to use.

Для осуществления настоящего способа предлагается устройство тепломассоэнергообмена, содержащее первую и вторую напорные продуктовые камеры, вихревые трубы, сообщенные между собой с помощью частичного пересечения их по образующим и объединенные на выходе акустической камерой, при этом основная вихревая труба сообщена с одной из двух напорных продуктовых камер, снабжена установочно-подвижным относительно своей оси резонатором, расположенным внутри основной вихревой трубы и содержащим одну и более вихревых труб, расположенных по окружности параллельно осевой основной вихревой трубы и сообщенных с ее кольцевой полостью отверстиями, образованными пересечением по образующим внутренних поверхностей вихревых труб с наружной поверхностью резонатора, при этом вихревые трубы своими тангенциальными соплами на входе раздельно сообщены со второй напорной продуктовой камерой.To implement the present method, there is provided a heat and mass energy exchange device comprising first and second pressure product chambers, vortex tubes communicated with each other by partially intersecting them along generators and combined at the output by an acoustic chamber, the main vortex tube communicating with one of two pressure product chambers, equipped with an installation-movable relative to its axis resonator located inside the main vortex tube and containing one or more vortex tubes located in zhnosti parallel to the main axis of the vortex pipe and communicated with an annular cavity openings formed by the intersection of inner surfaces forming the vortex tubes with the outer surface of the resonator, with their tangential vortex tube inlet nozzles separately communicated with the second pressure chamber of the product.

Резонатор в предлагаемом устройстве может содержать в комбинациях, сочетающих различные диаметры, вихревые трубы с одинаково и (или) встречно-направленным взаимодействием резонансных вихревых потоков.The resonator in the proposed device may contain, in combinations of different diameters, vortex tubes with the same and (or) counter-directional interaction of resonant vortex flows.

На выходном торце резонатора выходные части вихревых труб могут быть ограничены пластиной, образующей зазор между торцом резонатора и пластиной.At the output end of the resonator, the output parts of the vortex tubes may be limited by a plate forming a gap between the end of the resonator and the plate.

Первая и вторая напорные продуктовые камеры на своих входных патрубках могут быть снабжены регулирующими вентилями.The first and second pressure product chambers at their inlet nozzles can be equipped with control valves.

Резонатор, как вариант, может быть выполнен в виде осевого цилиндра, расположенного внутри основной вихревой трубы. В отличие от решения по патенту РФ №2268772, где вихревые трубы расположены по окружности вне центральной трубы, по предлагаемому решению размещены внутри ее, образуя их частичное пересечение по образующим с кольцевым пространством центральной вихревой трубы.The resonator, as an option, can be made in the form of an axial cylinder located inside the main vortex tube. In contrast to the solution according to RF patent No. 2268772, where the vortex tubes are located around the circumference outside the central tube, according to the proposed solution, they are placed inside it, forming their partial intersection along the generatrices with the annular space of the central vortex tube.

В результате такого расположения центробежные силы основного вихревого потока и резонансных вихревых потоков направлены в одну сторону, а взаимодействие вихревых потоков может быть организовано как встречно-направленным, так и односторонне направленным. Опытным путем установлено, что акустическое возбуждение зависит от плотности, вязкости, температуры и лиофильности жидкостей, т.е. способности растворяться друг в друге или не растворяться. Эти свойства и определяют качество эмульсий или смесей - дисперсность, гомогенность, стойкость при хранении. Поэтому будет иметь место как встречно-направленное возбуждение, так и односторонне направленное. Сложение центробежных сил в этом случае будет способствовать более интенсивному возбуждению жидкостей и увеличению возбуждения по времени и по спектру эффективных амплитудно-частотных характеристик. Вместе с этим существенным является факт, что вращение вихревых потоков в основной трубе и резонансных трубах отличается еще и тем, что их окружные и линейные скорости, следовательно, и энергетические характеристики могут быть различны из-за разного давления на входе в продуктовые камеры, которые устанавливаются регулирующими вентилями. Это позволяет управлять энергетикой возбуждения в ручном или автоматическом режимах.As a result of this arrangement, the centrifugal forces of the main vortex flow and the resonant vortex flows are directed in one direction, and the interaction of the vortex flows can be organized either in one direction or one-way direction. It has been experimentally established that acoustic excitation depends on the density, viscosity, temperature and lyophilism of liquids, i.e. ability to dissolve in each other or not to dissolve. These properties determine the quality of emulsions or mixtures — dispersion, homogeneity, and storage stability. Therefore, there will be both counter-directed excitation, and one-way directed. The addition of centrifugal forces in this case will contribute to a more intense excitation of liquids and an increase in excitation in time and in the spectrum of effective amplitude-frequency characteristics. Along with this, it is significant that the rotation of the vortex flows in the main tube and resonant tubes is also different in that their circumferential and linear velocities, therefore, the energy characteristics can be different due to different pressures at the entrance to the food chambers that are installed control valves. This allows you to control the excitation energy in manual or automatic modes.

Особенности настоящего изобретения будут понятны из нижеследующего описания примеров его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.Features of the present invention will be apparent from the following description of examples of its implementation with reference to the accompanying drawings.

Краткое описание чертежей, на которых представлено:A brief description of the drawings, on which:

Фиг.1 - условно изображено устройство тепломассоэнергообмена;Figure 1 - conventionally depicted a heat and mass energy exchange device;

Фиг.2 - условно изображена схема встречно-направленного взаимодействия вихрей;Figure 2 - conventionally depicted a diagram of the counter-directional interaction of the vortices;

Фиг.3 - условно изображена схема односторонне направленного взаимодействия вихрей;Figure 3 - conventionally depicted a diagram of one-way directed interaction of vortices;

Фиг.4 - условно изображено устройство с сообщающимися отверстиями, образованными кольцевыми проточками;Figure 4 - conventionally depicted a device with communicating holes formed by annular grooves;

Фиг.5 - условно изображено устройство с сообщающимися отверстиями, образованными спиралеобразной проточкой;Figure 5 - conventionally depicted a device with communicating holes formed by a spiral groove;

Фиг.6 - условно изображена схема комбинированного ввода вихрей в вихревые трубы резонатора в виде встречно-направленных вихрей и односторонне направленных;6 is a schematic diagram of the combined entry of vortices into the vortex tubes of the resonator in the form of counter-directed vortices and one-sidedly directed;

Фиг.7 - схематично показано комбинированное сочетание вихревых труб разных диаметров.Fig.7 - schematically shows a combined combination of vortex tubes of different diameters.

На фиг.1 условно изображен вариант устройства для обработки акустическим возбуждением жидкого продукта, которое состоит из первой крышки 1 с первым входным патрубком 2, который соединен трубопроводом с подающей магистралью 3 через первый регулирующий вентиль 4, второй крышки 5 со вторым входным патрубком 6, который через второй регулирующий вентиль 7 трубопроводом соединен с подающей магистралью 3, основной вихревой трубы 8 и резонатора 9. Основная вихревая труба 8 со второй крышкой 5 образуют первую напорную продуктовую камеру 10, а второй входной патрубок 6 и резонатор 9 образуют вторую напорную продуктовую камеру 11. Основная вихревая труба 8 снабжена первыми тангенциальными соплами 12, сообщенными с первой напорной продуктовой камерой 10 и кольцевым пространством 13, образованным основной вихревой трубой 8 и резонатором 9. Резонатор 9 содержит вихревые трубы 14, сообщенные с кольцевым пространством 13, с одной стороны, и вторыми тангенциальными соплами 15 со второй напорной продуктовой камерой 11, с другой стороны. Вихревые трубы 14 резонатора 9 снабжены осевихревыми вытеснителями 16.Figure 1 conditionally shows a variant of a device for processing acoustic excitation of a liquid product, which consists of a first cover 1 with a first inlet pipe 2, which is connected by a pipe to the supply line 3 through the first control valve 4, the second cover 5 with a second inlet pipe 6, which through the second control valve 7 is connected by a pipeline to the supply line 3, the main vortex tube 8 and the resonator 9. The main vortex tube 8 with the second cover 5 form the first pressure product chamber 10, and the second inlet the nozzle 6 and the resonator 9 form a second pressure product chamber 11. The main vortex tube 8 is provided with first tangential nozzles 12 in communication with the first pressure product chamber 10 and the annular space 13 formed by the main vortex tube 8 and the resonator 9. The resonator 9 contains vortex tubes 14 communicated with the annular space 13, on the one hand, and the second tangential nozzles 15 with the second pressure product chamber 11, on the other hand. The vortex tubes 14 of the resonator 9 are provided with axial vortex displacers 16.

Как вариант резонатор 9 может иметь исполнение, как показано на фиг.4, где сообщающиеся отверстия 17 образованы путем пересечения кольцевых проточек с полостями вихревых труб.Alternatively, the resonator 9 may have a design, as shown in figure 4, where the communicating holes 17 are formed by the intersection of the annular grooves with the cavities of the vortex tubes.

Как вариант резонатор 9 может быть снабжен, как показано на фиг.5, сообщающимися отверстиями 17, образованными пересечением спиральной проточки с полостями вихревых труб резонатора.Alternatively, the resonator 9 may be provided, as shown in FIG. 5, with interconnected holes 17 formed by the intersection of the spiral groove with the cavities of the vortex tubes of the resonator.

На фиг.6 условно изображена схема, в которой выполнена комбинация встречно-направленных вихревых труб 14 и односторонне направленных вихревых труб 14 в резонаторе 9.Figure 6 conditionally shows a diagram in which a combination of counter-directed vortex tubes 14 and one-sided vortex tubes 14 in the resonator 9 is made.

Как вариант резонатор 9 может иметь, как показано на фиг.7, комбинацию вихревых труб 14 разного диаметра. На выходном конце к резонатору 9 крепится отражающая пластина 18, которая образует щель 19 с выходным торцом резонатора 9 для гашения основного кольцевого вихря исходящими вихрями вихревых труб 14 резонатора 9. На выходе устройство снабжено акустической камерой 20.Alternatively, the resonator 9 may have, as shown in FIG. 7, a combination of vortex tubes 14 of different diameters. At the output end, a reflecting plate 18 is attached to the resonator 9, which forms a slit 19 with the output end of the resonator 9 for damping the main ring vortex by the outgoing vortices of the vortex tubes 14 of the resonator 9. At the output, the device is equipped with an acoustic chamber 20.

Реализация предлагаемого способа осуществляется устройством, условно изображенным на фиг.1 и фиг.2. Продукт по подающей магистрали 3 делится на два потока и под давлением направляется в первую 10 и вторую 11 напорные продуктовые камеры. С помощью первого 4 и второго 7 регулирующих вентилей в первой 10 и второй 11 напорных продуктовых камерах устанавливаются эффективные расходно-напорные параметры по давлению и расходу. Продукт через первые тангенциальные пазы 12 подается в кольцевое пространство 13, а через вторые тангенциальные пазы 15 - в вихревые трубы 14 резонатора 9.Implementation of the proposed method is carried out by the device, conventionally depicted in figure 1 and figure 2. The product along the supply line 3 is divided into two flows and under pressure is sent to the first 10 and second 11 pressure product chambers. Using the first 4 and second 7 control valves in the first 10 and second 11 pressure product chambers, effective flow and pressure parameters are established for pressure and flow. The product through the first tangential grooves 12 is fed into the annular space 13, and through the second tangential grooves 15 into the vortex tubes 14 of the resonator 9.

Таким образом, формируется вихрекольцевой поток в кольцевом пространстве 13, который взаимодействует со встречно-направленными резонансными вихревыми потоками, образованными в вихревых трубах 14. Так как открытые части вихревых труб 14 обращены наружу и сообщены с кольцевым пространством 13, то в этих местах происходит акустическое возбуждение потоков, которое распространяется по всему кольцевому потоку по спиралеобразной траектории. Возбуждение вихрей происходит не только за счет встречно-направленного взаимодействия, как показано на фиг.2, но и за счет разницы скоростей внутреннего поверхностного вихрекольцевого слоя в случае односторонне направленного взаимодействия вихрей, как показано на фиг.3.Thus, a vortex-ring flow is formed in the annular space 13, which interacts with counter-directed resonant vortex flows formed in the vortex tubes 14. Since the open parts of the vortex tubes 14 are facing outward and communicated with the annular space 13, acoustic excitation occurs in these places flows, which propagates throughout the annular flow along a spiral path. The vortex excitation occurs not only due to counter-directional interaction, as shown in Fig. 2, but also due to the difference in velocities of the inner surface vortex-ring layer in the case of one-sided interaction of vortices, as shown in Fig. 3.

Акустическое возбуждение может быть осуществлено не только полностью открытыми по образующим сообщающимися отверстиями 17, но и частично открытыми, образованными кольцевыми проточками на наружной поверхности резонатора 9 (фиг.4), или частично открытыми сообщающимися отверстиями 17, образованными аналогичным пересечением по спиральной траектории (фиг.5). В зависимости от реологических свойств продуктов может быть использован вариант возбуждения (фиг.6) с комбинацией встречно-направленных и односторонне направленных вихрей совместно с вариантом возбуждения (фиг.7) вихревыми потоками в вихревых трубах разных диаметров. Резонансные вихревые потоки резонатора на выходе в своем спиралеобразном движении стопорятся отражающей пластиной 18 и через кольцевой зазор 19 воздействуют на основной кольцевой поток, создавая на выходе в акустической камере 20 дополнительное возбуждение.Acoustic excitation can be carried out not only completely open along the generatrix of the communicating holes 17, but also partially open, formed by annular grooves on the outer surface of the resonator 9 (Fig. 4), or partially open communicating holes 17, formed by a similar intersection along a spiral path (Fig. 5). Depending on the rheological properties of the products, an excitation variant can be used (Fig. 6) with a combination of oppositely directed and one-sidedly directed vortices together with an excitation variant (Fig. 7) vortex flows in vortex tubes of different diameters. The resonant eddy flows of the resonator at the exit in their spiral motion are blocked by the reflecting plate 18 and through the annular gap 19 act on the main annular flow, creating additional excitation at the output in the acoustic chamber 20.

Во всех описанных случаях акустического возбуждения неизменным является одностороннее направление центробежных сил основного кольцевого потока и резонансных вихрей. Это обстоятельство делает более длительным озвучивание продукта. А регулируя давление регулирующими вентилями 4 и 7 в напорных продуктовых камерах 10 и 11, можно расширить диапазон регулирования кавитационного процесса и акустического возбуждения взаимодействующих вихревых потоков за счет разницы энергий основного кольцевого потока и резонансных вихрей.In all the described cases of acoustic excitation, the unilateral direction of the centrifugal forces of the main annular flow and resonant vortices is unchanged. This circumstance makes the scoring of the product longer. And by regulating the pressure with the control valves 4 and 7 in the pressure product chambers 10 and 11, it is possible to expand the range of regulation of the cavitation process and the acoustic excitation of the interacting vortex flows due to the difference in the energies of the main ring flow and resonant vortices.

Источником возбуждения являются сдвиговые деформации соприкасающихся поверхностно-активных слоев вихревых потоков, поэтому использование вариантов исполнения, изображенных на фиг.2, 3, 4, 5, 6, 7, зависит от реологических свойств продуктов.The source of excitation is the shear deformation of the contacting surface-active layers of the vortex flows, so the use of the options shown in figure 2, 3, 4, 5, 6, 7, depends on the rheological properties of the products.

Узлы и детали описанного устройства могут быть изготовлены на обычном оборудовании, что соответствует промышленной применимости изобретения.The nodes and parts of the described device can be manufactured on conventional equipment, which corresponds to the industrial applicability of the invention.

Таким образом, применение способа тепломассоэнергообмена и устройства для его осуществления позволяет регулировать мощность акустического воздействия на продукт в нужном диапазоне частотно-амплитудных характеристик, увеличить объем и плотность кавитационного пространства.Thus, the use of heat and mass and energy exchange method and device for its implementation allows you to adjust the power of acoustic exposure to the product in the desired range of frequency-amplitude characteristics, to increase the volume and density of cavitation space.

Claims (5)

1. Способ тепломассоэнергообмена путем частичного соприкосновения встречно направленных поверхностно наружных слоев двух и более вихревых продуктовых потоков на глубину, обеспечивающую возбуждение за счет деформационно-сдвигового взаимодействия, происходящего в зоне пересечения сообщенных между собой вихревых труб, отличающийся тем, что в основной вихревой трубе, содержащей резонатор, формируют основной вихрекольцевой поток продукта с нормированным напорно-расходным гидродинамическим режимом вихреформирования, а в вихревых трубах, размещенных в резонаторе, формируют одинаково или встречно направленные относительно основного вихрекольцевого потока резонансные вихревые потоки с отличающимися от основного вихрекольцевого потока напорно-расходными гидродинамическими режимами вихреформирования, возбуждают акустические колебания путем частичного соприкосновения внутренней кольцевой поверхности основного вихрекольцевого потока с наружными поверхностно активными слоями резонансно-вихревых потоков резонатора в зонах пересечения полостей вихревых труб с кольцевым пространством основного вихревого потока и выводят продукт на использование.1. The method of heat and mass energy exchange by partially touching the counter-directed surface-outer layers of two or more vortex product flows to a depth that provides excitation due to the deformation-shear interaction occurring in the intersection zone of the interconnected vortex tubes, characterized in that in the main vortex tube containing resonator, form the main eddy-ring flow of the product with a normalized pressure-flow hydrodynamic regime of vortex reforming, and in the vortex tube x placed in the resonator form resonant vortex flows equally or counter-directed relative to the main vortex-ring flow with pressure-flow hydrodynamic vortex-reforming regimes that differ from the main vortex-flow, excite acoustic vibrations by partially touching the inner annular surface of the main vortex-ring flow with the outer layers vortex flows of the resonator in the zones of intersection of the cavities of the vortex tubes with the main space of the main vortex flow and bring the product to use. 2. Устройство тепломассоэнергообмена, содержащее первую и вторую напорные продуктовые камеры, вихревые трубы, сообщенные между собой с помощью частичного пересечения их по образующим и объединенные на выходе акустической камерой, отличающееся тем, что основная вихревая труба сообщена с одной из двух напорных продуктовых камер, снабжена установочно-подвижным относительно своей оси резонатором, расположенным внутри основной вихревой трубы и содержащим одну и более вихревых труб, расположенных по окружности, параллельно осевой основной вихревой трубы и сообщенных с ее кольцевой полостью отверстиями, образованными пересечением по образующим внутренних поверхностей вихревых труб с наружной поверхностью резонатора, при этом вихревые трубы своими тангенциальными соплами на входе раздельно сообщены со второй напорной продуктовой камерой.2. Heat and mass energy exchange device containing the first and second pressure product chambers, vortex tubes communicated with each other by partially intersecting them along the generators and combined at the output of the acoustic chamber, characterized in that the main vortex tube is in communication with one of the two pressure product chambers, provided an installation-movable relative to its axis resonator located inside the main vortex tube and containing one or more vortex tubes located in a circle parallel to the axial main a vortex tube and openings connected with its annular cavity, formed by the intersection along the generators of the inner surfaces of the vortex tubes with the outer surface of the resonator, while the vortex tubes are separately communicated with their second pressure chamber with their tangential nozzles at the inlet. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что резонатор содержит в комбинациях, сочетающих различные диаметры, вихревые трубы с одинаково и (или) встречно направленным взаимодействием резонансных вихревых потоков.3. The device according to claim 2, characterized in that the resonator contains, in combinations combining different diameters, vortex tubes with the same and (or) counter-directional interaction of resonant vortex flows. 4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что на выходном торце резонатора выходные части вихревых труб ограничены пластиной, образующей зазор между торцом резонатора и пластиной.4. The device according to claim 2 or 3, characterized in that at the output end of the resonator the output parts of the vortex tubes are limited by a plate forming a gap between the end of the resonator and the plate. 5. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что первая и вторая напорные продуктовые камеры на своих входных патрубках снабжены регулирующими вентилями. 5. The device according to claim 2 or 3, characterized in that the first and second pressure product chambers are equipped with control valves on their inlet pipes.
RU2007129639/06A 2007-08-02 2007-08-02 Method of heat-mass-power exchange and device for this effect RU2344356C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007129639/06A RU2344356C1 (en) 2007-08-02 2007-08-02 Method of heat-mass-power exchange and device for this effect
PCT/RU2008/000489 WO2009041854A1 (en) 2007-08-02 2008-07-25 Fluid media heat-mass-and-energy exchange method and device for carrying out said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007129639/06A RU2344356C1 (en) 2007-08-02 2007-08-02 Method of heat-mass-power exchange and device for this effect

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2344356C1 true RU2344356C1 (en) 2009-01-20

Family

ID=40376082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007129639/06A RU2344356C1 (en) 2007-08-02 2007-08-02 Method of heat-mass-power exchange and device for this effect

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2344356C1 (en)
WO (1) WO2009041854A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2462301C1 (en) * 2011-03-10 2012-09-27 Овченкова Оксана Анатольевна Device for heat-mass-power exchange

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103615820B (en) * 2013-12-09 2015-06-03 中国科学院声学研究所 Ultrasonic heating device
RU2726488C2 (en) * 2018-11-12 2020-07-14 Талатай Василий Алексеевич Hydro-stabilized fuel, method of production thereof and heat-exchanger reactor
RU206204U1 (en) * 2021-06-03 2021-08-31 Игорь Викторович Доронин Device for obtaining hydrostabilized fuel

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4238323C2 (en) * 1992-11-13 2003-04-24 Alstom Mixer for gases and / or liquids
RU2125215C1 (en) * 1998-03-31 1999-01-20 Лунин Николай Прокопьевич Heat generator
RU2177591C1 (en) * 2000-12-08 2001-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Термовихрь" Thermogenerator
AT410591B (en) * 2001-10-04 2003-06-25 Newtech Innovations & Technolo Heat generator
RU2268772C1 (en) * 2004-12-21 2006-01-27 Закрытое Акционерное Общество "Вектор" Method of the heat-mass-power exchange and a device for its realization
RU2287118C1 (en) * 2005-10-05 2006-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Новые энергосберегающие технологии" Method for liberation of energy by means of rotary-translational motion of liquid and device for conversion and liberation of energy in liquid media

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2462301C1 (en) * 2011-03-10 2012-09-27 Овченкова Оксана Анатольевна Device for heat-mass-power exchange

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009041854A1 (en) 2009-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7762715B2 (en) Cavitation generator
US6974305B2 (en) Roto-dynamic fluidic systems
RU2553861C1 (en) Hydrodynamic mixer
RU2344356C1 (en) Method of heat-mass-power exchange and device for this effect
WO2006068537A1 (en) Method for heat-mass-energy exchange and device for carrying out said method
CA2907063C (en) Pulse cavitation processor and method of using same
RU2350856C1 (en) Heat and mass and energy exchange method and device for realisation thereof
RU2310503C1 (en) Method of the heat-energy-mass exchange and the device for the method realization
RU2462301C1 (en) Device for heat-mass-power exchange
RU2304261C1 (en) Method and device for heat and mass exchange
RU134076U1 (en) DEVICE FOR HEAT AND MASS AND ENERGY EXCHANGE
RU2658057C1 (en) Heat and mass energy exchange device
RU2371642C1 (en) Method and device for vortex energy division of working fluid flow
US20060029491A1 (en) Roto-dynamic fluidic systems
RU2331465C1 (en) Device for heat, mass and energy exchange
RU2618078C1 (en) Hydrodynamic mixer
RU2229947C1 (en) Method for deep treatment of liquid and gaseous fluids and generator for c reating resonance oscillation for performing the same
US10233097B2 (en) Liquid treatment apparatus with ring vortex processor and method of using same
RU2363528C1 (en) Ultrasonic device for treatment of liquid mediums
RU2213914C1 (en) Method for vortex energy separation of gas flow and apparatus for performing the same
RU2015749C1 (en) Hydrodynamic vibration generator
RU2823844C1 (en) Device for liquid heating and steam generation (versions)
RU159457U1 (en) ROTARY PULSE UNIT
RU2517986C2 (en) Fluid heating device
RU2248252C1 (en) Multipurpose hydrodynamic homogenizing dispenser

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090803

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20100420

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120803