|
Поисковые исследования наиболее экономичных
источников получения тепла для нагрева воды привели к идее
использования для получения тепла свойств вязкости (трения)
воды характеризующих ее способность взаимодействовать
с поверхностями твердых тел составляющих материал, в котором
она перемещается, и между внутренними слоями жидкости.
Как любое материальное тело вода испытывает
сопротивление своему движению в результате трения о стенки
направляющей системы (трубы), однако, в отличие от твердого
тела, которое в процессе такого взаимодействия (трения)
разогревается и частично начинает разрушаться,
приповерхностные слои воды тормозятся, снижают скорость
у поверхности и завихряются. При достижении достаточно
высоких скоростей вихрения жидкости вдоль стенки
направляющей системы (трубы) начинает выделятся тепло
поверхностного трения.
Возникает эффект кавитации, заключающийся в образовании
пузырьков пара, поверхность которых вращается с большой
скоростью за счет кинетической энергии вращения.
Противодействие внутреннему давлению пара и кинетической
энергии вращения оказывают давление в массе воды и силы
поверхностного натяжения. Таким образом создается состояние
равновесия до момента пока пузырек не сталкивается
с препятствием при движении потока или между собой.
Происходит процесс упругого столкновения и разрушения
оболочки с выделением импульса энергии. Как известно
величина мощности энергия импульса определяется крутизной
его фронта. В зависимости от диаметра пузырьков фронт
импульса энергии в момент разрушения пузырька будет иметь
различную крутизну, а, следовательно, и различное
распределение энергетического спектра частот. астот.
При определенной температуре и скорость вихрения
возникают пузырьки пара, которые ударяясь о препятствия
разрушаются с выделением импульса энергии в низкочастотном
(звуковом), оптическом и инфракрасном диапазоне частот, при
этом температура импульса в инфракрасном диапазоне при
разрушении пузырька может составлять десятки тысяч градусов
(оС). Размеры образующихся пузырьков
и распределение плотности выделяемой энергии по участкам
диапазона частот пропорционально линейной скорости
взаимодействия трущихся поверхностей воды и твердого тела
и обратно пропорционально давлению в воде. В процессе
взаимодействия поверхностей трения в условиях сильной
турбулентности для получения тепловой энергии,
сосредоточенной в инфракрасном диапазоне, необходимо
сформировать микропузырьки пара размером в пределах 500-
1500 нм, которые при столкновении с твердыми поверхностями
или в областях повышенного давления «лопаются» создавая
эффект микрокавитации с выделением энергии в тепловом
инфракрасном диапазоне.
Однако, при линейном движении воды в трубе при
взаимодействии со стенками направляющей системы эффект
преобразования энергии трения в тепло оказывается небольшим,
и, хотя температура жидкости на внешней стороне трубы
оказывается несколько выше, чем в центре трубы особого
эффекта нагрева не наблюдается. Поэтому одним
из рациональных способов решения вопроса увеличения
поверхности трения и времени взаимодействия трущихся
поверхностей является закручивание воды в поперечном
направлении, т.е. искусственное завихрение в поперечной
плоскости. При этом возникает дополнительное турбулентное
трение между слоями жидкости. дкости.
Вся сложность возбуждения трения в жидкости состоит
в том, чтобы удерживать жидкость в положениях, когда
поверхность трения оказывается наибольшей и достичь
состояния, при котором давление в массе воды, время трения,
скорость трения и поверхность трения, были оптимальны для
данной конструкции системы и обеспечивалась заданная
теплопроизводительность. ность.
Физика возникновения трения и причины возникающего
при этом эффекта выделения тепла, в особенности между слоями
жидкости или между поверхностью твердого тела и поверхностью
жидкости недостаточно изучена и существуют различные теории,
однако, это область гипотез и физических опытов. пытов.
Подробнее о теоретическом обосновании эффекта
выделения тепла в теплогенераторе смотри в разделе
«Рекомендуемая литература».
Задача строительства жидкостных (водяных) генераторов
тепла состоит в поиске конструкций и способов управления
массой водного переносчика, при которых можно было бы
получить наибольшие поверхности трения, удерживать
в генераторе массу жидкости в течение определенного времени,
чтобы получить необходимую температуру и обеспечить при этом
достаточную пропускную способность системы.
С учетом этих условий строятся тепловые станции, которые
включают: двигатель (как правило, электрический), который
механическим путем приводит в движение воду в генераторе
тепла, и насос, обеспечивающий необходимую прокачку воды.
Поскольку количество тепла в процессе механического
трения пропорционально скорости движения поверхностей
трения, то для увеличение скорости взаимодействия трущихся
поверхностей используется разгон жидкости в поперечном
направлении перпендикулярном к направлению основного
движения с помощью специальных завихрителей или дисков
вращающих поток жидкости, т. е. создание вихревого процесса
и реализация таким образом вихревого теплового генератора.
Однако конструирование подобных систем является сложной
технической задачей поскольку необходимо найти оптимальную
область параметров линейной скорости движения, угловой
и линейной скорости вращения жидкости, коэффициента
вязкости, теплопроводности и не допустить фазового перехода
в парообразное состояние или граничное состояние, когда
диапазон выделения энергии переместится в оптический или
звуковой диапазон, т.е. когда превалирующим становится
процесс приповерхностной кавитации в оптическом
и низкочастотном диапазоне, который, как известно, разрушает
поверхность, на которой образуется кавитационные пузырьки.
Принципиальная блок-схема тепловой установки с приводом
от электродвигателя, приведена на рисунке 1. Расчет системы
отопления объекта производится проектной организацией по
техническому заданию заказчика. Подбор тепловых установок
осуществляется на основании проекта.
Рис. 1.
Принципиальная блок-схема тепловой установки.
Тепловая установка (ТС1) включает:
вихревой теплогенератор (активатор), электродвигатель
(электродвигатель и тепловой генератор установлены на
опорной раме и механически соединены муфтой) и аппаратуру
автоматического управления.
Вода от насоса прокачки поступает во входной патрубок
теплового генератора и выходит из выходного патрубка
с температурой от 70-до 95 С.
Производительность насоса прокачки, обеспечивающая
необходимое давление в системе и прокачку воды через
тепловую установку, рассчитывается для конкретной системы
теплоснабжения объекта. Для обеспечения охлаждения торцевых
уплотнений активатора давление воды на выходе из активатора
должно быть не менее 0,2 МПа (2 атм.).
При достижении заданной максимальной температуры воды
на выходном патрубке, по команде от датчика температуры
тепловая установка выключается. При охлаждении воды до
достижения заданной минимальной температуры, по команде от
датчика температуры тепловая установка включается. Разница
между задаваемыми температурами включения и выключения
должна быть не менее 20 оС.
Устанавливаемая мощность теплового узла выбирается исходя
из пиковых нагрузок (одна декада декабря). Для выбора
необходимого количества тепловых установок пиковая мощность
делится на мощность тепловых установок из модельного ряда.
При этом лучше устанавливать большее число менее мощных
установок. При пиковых нагрузках и при начальном разогреве
системы будут работать все установки, в осеннее - весенние
сезоны будет работать только часть установок. При правильном
выборе количества и мощности тепловых установок,
в зависимости от температуры наружного воздуха и теплопотерь
объекта, установки работают 8-12 часов в сутки.
Не рекомендуется использовать в тепловом узле только одну
установку. При использовании одной тепловой установки
необходимо иметь резервное устройство отопления.
Тепловая установка надежна в работе, обеспечивает
экологическую чистоту в работе, компактна и высокоэффективна
по сравнению с любыми другими нагревательными устройствами,
не требует и согласований с энергоснабжающей организацией
на установку, проста конструктивно и в монтаже, не требуют
химической подготовки воды, пригодна к использованию
на любых объектах. Тепловая станция полностью укомплектована
всем необходимым для подключения к новой или существующей
системе отопления, а конструкция и размеры упрощают
размещение и монтаж. Станция работает автоматически
в заданном диапазоне температур, не требует дежурного
обслуживающего персонала.
Тепловая станция сертифицирована и соответствует
ТУ
3631-001-78515751-2007.
Устройства плавного пуска (софтстартеры).
Устройства плавного пуска (софтстартеры) предназначены для
плавного пуска и останова асинхронных электродвигателей 380
В (660, 1140, 3000 и 6000 В по спецзаказу). Основные области
применения: насосное, вентиляционное, дымососное
оборудование и т.п.
Применение устройств плавного пуска позволяет уменьшить
пусковые токи, снизить вероятность перегрева двигателя,
обеспечить полную защиту двигателя, повысить срок службы
двигателя, устранить рывки в механической части привода или
гидравлические удары в трубах и задвижках в момент пуска и
останова двигателей.
• Микропроцессорное управление моментом с 32-символьным
дисплеем
• Ограничение тока, бросок момента, двойной наклон кривой
разгона
• Плавный останов двигателя
• Электронная защита двигателя:
Перегрузка и КЗ
Пониженное и повышенное напряжение сети
Заклинивание ротора, защита от
затянувшегося запуска
Пропадание и/или дисбаланс фаз
Перегрев устройства
• Диагностика состояния, ошибок и сбоев
• Дистанционное управление
Модели от 500 до 800 кВт поставляются по спецзаказу. Состав
и условия поставки формируются при согласовании технического
задания.
***При копировании материалов с сайта,
гиперссылка на наш сайт обязательна
Все материалы только для
ознакомления. Претензии не принимаются. |
