RU2750178C1 - Low viscosity turbulent heater - Google Patents
Low viscosity turbulent heater Download PDFInfo
- Publication number
- RU2750178C1 RU2750178C1 RU2020129701A RU2020129701A RU2750178C1 RU 2750178 C1 RU2750178 C1 RU 2750178C1 RU 2020129701 A RU2020129701 A RU 2020129701A RU 2020129701 A RU2020129701 A RU 2020129701A RU 2750178 C1 RU2750178 C1 RU 2750178C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grooves
- injection
- heater
- rotor
- low viscosity
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D3/00—Axial-flow pumps
- F04D3/02—Axial-flow pumps of screw type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F24V40/00—Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies
- F24V40/10—Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies the fluid passing through restriction means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкции винтоканавочных насосов, предназначенных для эффективного нагрева прокачиваемых с малым напором жидкостей с малой вязкостью, бензина, керосина, воды в отопительных системах и емкостях.The invention relates to the design of rotary-flute pumps designed for efficient heating of low-viscosity liquids pumped with low pressure, gasoline, kerosene, water in heating systems and tanks.
Известны, и применяются в промышленности, лабиринтно-винтовые насосы, состоящие из корпуса, ротора с винтовыми канавками для перекачки вязких жидкостей, а также подшипников ротора, подводящих и отводящих жидкость патрубков, и электродвигателя, для приведения во вращение ротора (см. Голубев А.С. Лабиринтно-винтовые насосы и уплотнения для агрессивных сред. М.: Машиностроение, 1981, с. 4, рис. 2).Known and used in industry, labyrinth-screw pumps, consisting of a housing, a rotor with helical grooves for pumping viscous liquids, as well as rotor bearings, fluid inlet and outlet pipes, and an electric motor, to drive the rotor into rotation (see A. S. Labyrinth-screw pumps and seals for corrosive environments.M .: Mashinostroenie, 1981, p. 4, Fig. 2).
Недостатком описанной конструкции является низкая эффективность разогрева вязких жидкостей.The disadvantage of the described design is the low efficiency of heating viscous liquids.
Этот недостаток устраняется в винтоканавочном насосе (прототип), включающем корпус, ротор с нагнетающими канавками и обратными канавками, ротор, установленный в подшипниках, при этом корпус снабжен патрубком, подводящими холодную вязкую жидкость и патрубком, отводящими нагретую жидкость, и электродвигателем, приводящим ротор во вращение (см. RU 2468306, МПК F24J 3/00 "Разогреватель турбулентный" Гринавцев В.Н., Гринавцев О.В. Черногиль В.Б., Ганул А.О., опубл. 27.11.2012, бюл. 33).This disadvantage is eliminated in a screw groove pump (prototype), which includes a housing, a rotor with injection grooves and return grooves, a rotor installed in bearings, while the housing is equipped with a pipe supplying a cold viscous liquid and a pipe that removes the heated liquid, and an electric motor driving the rotor into rotation (see RU 2468306, IPC
Недостаток этой конструкции заключается в том, что при пересечении нагнетающих канавок и обратных канавок ротора образуются зоны разрыва между стенками нагнетающих и обратных канавок, что снижает турбулентность жидкости с низкой вязкостью воды, бензина, керосина, а, следовательно, и снижает интенсивность разогрева.The disadvantage of this design is that at the intersection of the injection grooves and the return grooves of the rotor, zones of rupture are formed between the walls of the injection and return grooves, which reduces the turbulence of a liquid with a low viscosity of water, gasoline, kerosene, and, consequently, reduces the intensity of heating.
Из теории гидродинамики известно, что повышение турбулентности потока, а, следовательно, повышение выделения тепла в жидкости, происходит при появлении на пути потока препятствия (см. Чугаев P.P., Гидравлика. Учебник для ВУЗов, 4-е издание, Энергоиздат. 1982 г., 672 с.). Препятствие может быть выступающим в русло потока, как показано на рис. 4-28 (см. Чугаев P.P., Гидравлика., Энергоиздат. 1982 г., стр. 182., рис. 4-28), или утопленным ниже уровня потока (см. Чугаев P.P., Гидравлика. Учебник для ВУЗов, 4-е издание, Энергоиздат. 1982 г., 672 с., рис. 4-16), являясь выемкой.From the theory of hydrodynamics it is known that an increase in flow turbulence, and, consequently, an increase in heat release in a liquid, occurs when an obstacle appears in the flow path (see Chugaev PP, Hydraulics. Textbook for High Schools, 4th edition, Energoizdat. 1982, 672 s.). The obstruction may be protruding into the stream bed, as shown in fig. 4-28 (see Chugaev PP, Hydraulics., Energoizdat. 1982, p. 182, Fig. 4-28), or recessed below the flow level (see Chugaev PP, Hydraulics. Textbook for universities, 4th edition, Energoizdat. 1982, 672 p., Fig. 4-16), being a notch.
Техническая задача настоящего изобретения заключается в создании устройства, обеспечивающего более интенсивный турбулентный поток жидкости с низкой вязкостью, и, за счет этого, ее более эффективный разогрев.The technical problem of the present invention is to provide a device that provides a more intense turbulent flow of a liquid with a low viscosity, and, as a result, its more efficient heating.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что разогреватель турбулентной жидкости с низкой вязкостью воды, бензина, керосина, включающего корпус, ротор с нагнетающими канавками и обратными канавками, причем ротор, установленный в подшипниках, при этом корпус снабжен патрубком, позволяющим холодную жидкость с низкой вязкостью воду, бензин, керосин и патрубок, отводящий нагретую жидкость с низкой вязкостью воду, бензин, керосин, электродвигатель, ротор выполнен из разогревателя, имеющего одинаковое число нагнетающих канавок и обратных канавок и нагнетателя, имеющего только нагнетающие канавки, при этом на нагревателе при пересечении нагнетающих канавок и обратных канавок в зоне разрыва между стенками нагнетающих канавок и обратных канавок выполнены отверстия диаметром от 1,2 до 1,6 ширины канавки и глубиной от 1,1 до 1,4 диаметра отверстий, а нагнетающие канавки и обратные канавки имеют одинаковую ширину и глубину, кроме того, число нагнетающих канавок и число обратных канавок нагревателя одинаково.The technical problem posed is solved due to the fact that a heater of a turbulent liquid with a low viscosity of water, gasoline, kerosene, including a housing, a rotor with injection grooves and return grooves, and the rotor installed in bearings, while the housing is equipped with a pipe allowing cold liquid with low viscosity water, gasoline, kerosene and a branch pipe that removes a heated liquid with a low viscosity water, gasoline, kerosene, an electric motor, the rotor is made of a heater having the same number of injection grooves and return grooves and a supercharger having only injection grooves, while on the heater when crossing of the injection grooves and return grooves in the gap between the walls of the injection grooves and return grooves, holes with a diameter of 1.2 to 1.6 of the groove width and a depth of 1.1 to 1.4 of the hole diameter are made, and the injection grooves and return grooves have the same width and depth, in addition, the number of injection grooves and the number of return grooves ok heater is the same.
Отверстия изготавливаются концевой фрезой (в некоторых источниках именуется пальцевой), имеющей цилиндрическую форму (см. "Краткий справочник металлиста" под ред. А.Н. Малова и др. М.: "Машиностроение". 1965, стр. 707).The holes are made by an end mill (in some sources referred to as finger), which has a cylindrical shape (see "Quick reference guide of a metal worker" edited by AN Malov et al. M .: "Mechanical engineering". 1965, p. 707).
Изобретение поясняется рисунком, на котором:The invention is illustrated by a drawing in which:
Фиг. 1 - Схематическое изображение разогревателя турбулентного.FIG. 1 - Schematic representation of a turbulent heater.
Фиг. 2 - Разрез ротора разогревателя по отверстию.FIG. 2 - Sectional view of the heater rotor along the hole.
Разогреватель турбулентный разогрева жидкости с низкой вязкостью воды, бензина, керосина состоит (Фиг. 1) из корпуса 1, закрытой крышками 2 с помощью винтов 3. В крышках 2 установлены подшипники 4, в которых вращается ротор 5, который приводится во вращение электродвигателем 6 через муфту 7. Ротор 5 имеет нагреватель 8 с нагнетающими канавками 9, и обратные канавки 10, и нагнетатель 11 с нагнетающими канавками 12, при этом, нагнетающие канавки 12 нагревателя 8 являются продолжением нагнетающих канавок 9 нагревателя 8, и имеют одинаковую ширину B1 и глубину h1. Ширина B1 нагнетающих канавок 9 нагревателя 8 одинакова с шириной В2 и глубиной h2 обратных канавок 10. Нагреватель 8 имеет зоны 13 между стенками 14 нагнетающих канавок 9 и стенками 15 обратных канавок 10, выполнены (Фиг. 2) отверстия 16, диаметр которых dотв равен от 1,2 до 1,6 ширины канавок и глубиной от 1,1 до 1,4 диаметра отверстий. При проведении экспериментальных исследований опытным путем установлено, что при диаметре отверстий, равном менее 1,1 ширины B1 нагнетающей канавки снижается эффективность разогрева жидкости с низкой вязкостью водой, бензином, керосином. При диаметре отверстия более 1,6 ширины B1 нагнетающих канавок снижается интенсивность прокачки жидкости низкой вязкости воды, бензина, керосина. Также, при проведении экспериментов, установлено, что при глубине отверстия менее 1,1 B1 нагнетающих канавок наблюдается снижение интенсивности роста температуры прокачиваемой жидкости с низкой вязкостью воды, бензина, керосина. При глубине отверстия более 1,4 ширины B1 нагнетающей канавки увеличивается расход электроэнергии на нагрев прокачиваемой жидкости с низкой вязкостью воды, бензина, керосина.A turbulent heater for heating a liquid with a low viscosity of water, gasoline, kerosene consists (Fig. 1) of a housing 1 closed by
Корпус 1 имеет патрубки 17 для подачи холодной жидкости с низкой вязкостью воды, бензина, керосина и патрубок 18 для отвода горячей жидкости с низкой вязкостью воды, бензина, керосина.The body 1 has
Предложенный разогреватель турбулентный жидкости с низкой вязкостью воды, бензина, керосина работает следующим образом.The proposed heater turbulent liquid with low viscosity of water, gasoline, kerosene works as follows.
При подаче электроэнергии электродвигатель 6 через муфту 7 приводит во вращение ротор 5, нагнетающие канавки 9 захватывают через патрубок 17 жидкость с низкой вязкостью вода, бензин, керосин создают поток, а обратные канавки 10 создают встречный поток. В результате их столкновения развивается высокая турбулентности, как следствие, интенсивное выделение тепла, за счет внутреннего трения. Но при пересечении нагнетающих канавок 9 и обратных канавок 10 образуются зоны 13, разрывы ограниченные стенками 14 нагнетающей канавки 9 и стенками 15 обратных канавок 10 (это связано с технологией производства ротора 5), что вызывает потерю турбулентности. Чтобы восстановить интенсивность турбулентности, в зонах 13 выполнены отверстия 16 диаметром dотв, которые являются препятствием, утопленным ниже русла потока, которое в соответствии с теорией гидродинамики (см. Чугуев P.P., Гидравлика, учебник для вузов, 4-е издание, Энергоиздат, 1982, 672 с., рис. 4-16) повышает турбулентность потока, а, следовательно, внутреннее трение и разогрев жидкости. Нагнетатель 11 обеспечивает за счет нагнетающих канавок 12 заданный напор горячей жидкости с низкой вязкостью вода, бензин, керосин на выходе в патрубке 18. Ротор 5 вращается в подшипниках 4 установленных в крышках 2, прикрепленных к корпусу 1 винтами 3.When electricity is supplied, the electric motor 6 drives the
В соответствии с изобретением, разработана и изготовлена установка, включающая разогреватель турбулентный для нагрева воды: → емкость объемом 5 кг воды, электродвигатель 4А71УЗ мощностью 0,74 кВт, с числом оборотов Пдв=3000 об/мин, ременной передачей, ведущий шкив которой имеет диаметр 140 мм, а ведомый имеет диаметр 70 мм. Для определения влияния отверстий на разогрев воды были изготовлены два ротора:In accordance with the invention, an installation has been developed and manufactured, including a turbulent heater for heating water: → a container with a volume of 5 kg of water, an electric motor 4A71UZ with a power of 0.74 kW, with a speed of P dv = 3000 rpm, a belt drive, the driving pulley of which has the diameter is 140 mm, and the slave has a diameter of 70 mm. To determine the effect of the holes on water heating, two rotors were made:
- первичный вариант ротора имел нагнетающие канавки и обратные канавки;- the primary version of the rotor had injection grooves and return grooves;
- второй вариант имел нагнетающие канавки и обратные канавки с одинаковым числом заходов, одинаковым шагом с первым ротором, но в зонах пересечения нагнетающих канавок и обратных канавок, выполненных сверлением отверстий, в соответствии с изобретением.- the second variant had injection grooves and return grooves with the same number of starts, the same pitch with the first rotor, but in the areas of intersection of the injection grooves and return grooves made by drilling holes, in accordance with the invention.
Разогреватель турбулентный соединен турбопроводами с емкостью, заполненной пятью килограммами воды. Температура в емкости измерялась полупроводниковыми датчиками D8181B20, запись текущей температуры осуществлялась на жесткий диск с мощностью микроконтроллера типа ATiny45, потребляемая мощность электродвигателя записывалась с помощью анализатора качества электроэнергии СА8335.The turbulent heater is connected by turbine pipelines with a tank filled with five kilograms of water. The temperature in the tank was measured with D8181B20 semiconductor sensors, the current temperature was recorded on a hard disk with the power of an ATiny45 microcontroller, the power consumption of the electric motor was recorded using a CA8335 power quality analyzer.
Параметры роторов первого и второго варианта следующие:The parameters of the rotors of the first and second options are as follows:
- диаметр ротора 80 мм;- rotor diameter 80 mm;
- длина ротора 80 мм;- rotor length 80 mm;
- ширина нагнетающих канавок и обратных канавок 5 мм;- the width of the injection grooves and return grooves is 5 mm;
- глубина нагнетающих канавок и обратных канавок 3,8 мм;- the depth of the injection grooves and return grooves is 3.8 mm;
- частота вращения ротора Пр=6000 об/мин.- rotor speed P p = 6000 rpm.
Второй вариант ротора имеет отверстия, в соответствии с формулировкой изобретения:The second version of the rotor has holes, in accordance with the wording of the invention:
- диаметр отверстия 7,0 мм;- hole diameter 7.0 mm;
- глубина отверстия 8,4 мм.- hole depth 8.4 mm.
При проведении разогрева 5 кг воды, при наличии ротора первого варианта, без отверстий, получены результаты, которые приведены в таблице 1. После смены ротора в зоне пересечения нагнетающих канавок проведен разогрев 5 кг воды, результаты приведены в таблице 2.When heating 5 kg of water, in the presence of the rotor of the first option, without holes, the results are obtained, which are shown in Table 1. After changing the rotor in the zone of intersection of the injection grooves, 5 kg of water was heated, the results are shown in Table 2.
Анализ приведенных в таблице 1 и таблице 2 показывает, что при выполнении отверстий в зонах пересечения нагнетающих канавок и обратных канавок, в соответствии с формулой изобретения показало получение положительного эффекта по экономии электроэнергии при разогреве воды.The analysis given in table 1 and table 2 shows that when making holes in the zones of intersection of the injection grooves and return grooves, in accordance with the claims, it has shown a positive effect on energy saving when heating water.
Внедрение предложенного изобретения в промышленности для обогрева жилых и промышленных помещений разогрева нефтепродуктов в автотранспорте позволяет получить существенный экономический эффект.The introduction of the proposed invention in the industry for heating residential and industrial premises for heating oil products in vehicles allows you to obtain a significant economic effect.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020129701A RU2750178C1 (en) | 2020-09-09 | 2020-09-09 | Low viscosity turbulent heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020129701A RU2750178C1 (en) | 2020-09-09 | 2020-09-09 | Low viscosity turbulent heater |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2750178C1 true RU2750178C1 (en) | 2021-06-23 |
Family
ID=76504709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020129701A RU2750178C1 (en) | 2020-09-09 | 2020-09-09 | Low viscosity turbulent heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2750178C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2007141822A (en) * | 2007-11-12 | 2009-05-20 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Липецкий Государственный Технический Университет | SCREW PUMP |
RU2010140294A (en) * | 2010-10-01 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод Инновационного Промышленного оборудования" (RU) | LABYRINTH HEATER |
RU2468306C2 (en) * | 2010-11-03 | 2012-11-27 | Валерий Никитич Гринавцев | Turbulent heater |
RU184295U1 (en) * | 2016-10-19 | 2018-10-22 | Олег Валерьевич Гринавцев | HEATER TURBULENT |
KR20190107493A (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-20 | 황순문 | Fluid heating device through fluid frictional heat |
KR102091247B1 (en) * | 2019-07-03 | 2020-03-19 | 손봉순 | A fluid heating device |
-
2020
- 2020-09-09 RU RU2020129701A patent/RU2750178C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2007141822A (en) * | 2007-11-12 | 2009-05-20 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Липецкий Государственный Технический Университет | SCREW PUMP |
RU2010140294A (en) * | 2010-10-01 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод Инновационного Промышленного оборудования" (RU) | LABYRINTH HEATER |
RU2468306C2 (en) * | 2010-11-03 | 2012-11-27 | Валерий Никитич Гринавцев | Turbulent heater |
RU184295U1 (en) * | 2016-10-19 | 2018-10-22 | Олег Валерьевич Гринавцев | HEATER TURBULENT |
KR20190107493A (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-20 | 황순문 | Fluid heating device through fluid frictional heat |
KR102091247B1 (en) * | 2019-07-03 | 2020-03-19 | 손봉순 | A fluid heating device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10258944B2 (en) | Cavitation pump | |
EP2248992B1 (en) | At-surface tool for pulsed injection of liquids | |
RU2750178C1 (en) | Low viscosity turbulent heater | |
US12116865B2 (en) | Fluid heater and associated methods | |
KR101861687B1 (en) | blower head for fluid frictional heat boiler | |
RU2495337C2 (en) | Electrically driven pump-sealed rotary heat generator | |
KR101603941B1 (en) | Friction boiler | |
RU2468306C2 (en) | Turbulent heater | |
RU2329862C2 (en) | Disperser-activator | |
RU184295U1 (en) | HEATER TURBULENT | |
KR20160031193A (en) | hot air blower head for fluid frictional heat boiler | |
RU2667733C2 (en) | Rotary heater | |
SU1755906A1 (en) | Cavitation mixer | |
US20100313961A1 (en) | Liquid medium supply method | |
KR101860857B1 (en) | electric boiler head for friction heat of warm water | |
RU101157U1 (en) | HYDRODYNAMIC LIQUID HEATING UNIT | |
KR101860864B1 (en) | multi-stage head for fluid friction boiler | |
RU2028513C1 (en) | Vortex pump | |
KR101860853B1 (en) | electric boiler head of thermal oil | |
RU2301946C2 (en) | Electrohydrodynamic heat-generator | |
RU2624687C1 (en) | Device for producing thermal energy | |
RU2582721C1 (en) | Pump unit with device for heating pumped medium | |
RU2308647C2 (en) | Device for heating liquid | |
RU30953U1 (en) | Liquid heating device | |
RU2306518C1 (en) | Heat- and mass-exchange apparatus |