نصنع مولدات الطاقة المجانية بأيدينا. تعليمات التصنيع والرسوم البيانية

الجهاز ومبدأ العملية

يتمثل مبدأ تشغيل مولد حرارة التجويف في تأثير التسخين الناتج عن تحويل الطاقة الميكانيكية إلى حرارة. الآن دعونا نلقي نظرة فاحصة على ظاهرة التجويف نفسها. عندما يتم إنشاء ضغط مفرط في السائل ، تنشأ الدوامات ، بسبب حقيقة أن ضغط السائل أكبر من ضغط الغاز الموجود فيه ، يتم إطلاق جزيئات الغاز في شوائب منفصلة - انهيار الفقاعات. نتيجة لاختلاف الضغط ، يميل الماء إلى ضغط فقاعة الغاز ، التي تتراكم كمية كبيرة من الطاقة على سطحها ، وتصل درجة الحرارة بالداخل إلى حوالي 1000 - 1200 درجة مئوية

عندما تمر تجاويف التجويف إلى منطقة الضغط الطبيعي ، يتم تدمير الفقاعات ، ويتم إطلاق الطاقة من تدميرها في الفضاء المحيط. نتيجة لذلك ، يتم إطلاق الطاقة الحرارية ، ويتم تسخين السائل من تدفق الدوامة. يعتمد تشغيل مولدات الحرارة على هذا المبدأ ، ثم مراعاة مبدأ تشغيل أبسط نسخة من سخان التجويف.

أبسط نموذج

تين. 1: المبدأ الوظيفي لمولد حرارة التجويف
انظر إلى الشكل 1 ، هنا يتم تقديم جهاز أبسط مولد حراري للتجويف ، والذي يتكون من ضخ المياه بواسطة مضخة إلى نقطة تضييق خط الأنابيب. عندما يصل تدفق الماء إلى الفوهة ، يزداد ضغط السائل بشكل كبير ويبدأ تكوين فقاعات التجويف. عند الخروج من الفوهة ، تطلق الفقاعات الطاقة الحرارية ، ويقل الضغط بعد المرور عبر الفوهة بشكل كبير. في الممارسة العملية ، يمكن تركيب فوهات أو أنابيب متعددة لزيادة الكفاءة.

مولد الحرارة المثالي Potapov

يعتبر مولد الحرارة Potapov ، الذي يحتوي على قرص دوار (1) مثبت مقابل القرص الثابت (6) ، خيارًا مثاليًا للتركيب. يتم توفير الماء البارد من الأنبوب الموجود في الجزء السفلي (4) من غرفة التجويف (3) ، ويتم تسخين المخرج بالفعل من النقطة العليا (5) من نفس الحجرة. يظهر مثال على هذا الجهاز في الشكل 2 أدناه:

تين. 2: مولد حرارة التجويف Potapov

لكن الجهاز لم يحظ بتوزيع واسع لعدم وجود مبرر عملي لتشغيله.

ما يكمن في صميم العمل

التجويف يدل على عملية التشكيل فقاعات بخارية في عمود الماءيتم تسهيل ذلك من خلال الانخفاض البطيء في ضغط المياه عند معدلات التدفق العالية. يمكن أيضًا أن يحدث تكوين التجاويف أو التجاويف المملوءة بالبخار بسبب مرور موجة صوتية أو انبعاث نبضة ليزر. يتم نقل المناطق المغلقة من الهواء ، أو فراغات التجويف ، بواسطة الماء إلى منطقة الضغط العالي ، حيث تنهار مع انبعاث موجة صدمة. لا يمكن أن تحدث ظاهرة التجويف في غياب الشروط المحددة.

تشبه العملية الفيزيائية لظاهرة التجويف غليان السائل ، ولكن أثناء الغليان ، يكون ضغط الماء والبخار في الفقاعات متوسطا من حيث القيمة ونفس الشيء. أثناء التجويف ، يكون الضغط في السائل أعلى من المتوسط ​​وفوق ضغط البخار. خفض نفس الضغط محلي بطبيعته.

عندما يتم إنشاء الظروف اللازمة ، تبدأ جزيئات الغاز ، الموجودة دائمًا في عمود الماء ، في الهروب إلى الفقاعات المتكونة. هذه الظاهرة شديدة ، حيث ترتفع درجة حرارة الغاز داخل التجويف تصل إلى 1200 درجة مئوية بسبب التوسع المستمر وانكماش الفقاعات.يحتوي الغاز في تجاويف التجويف على عدد أكبر من جزيئات الأكسجين ، وعند التفاعل مع مواد خاملة في الجسم وأجزاء أخرى من مولد الحرارة ، يؤدي إلى تآكلها وتدميرها بسرعة.

تشير الدراسات إلى أنه حتى المواد الخاملة لهذا الغاز - الذهب والفضة - تخضع للتأثير المدمر للأكسجين العدواني. بالإضافة إلى ذلك ، فإن ظاهرة انهيار الجيوب الهوائية تسبب قدرًا كافيًا من الضوضاء ، وهي مشكلة غير مرغوب فيها.

لقد جعل العديد من المتحمسين عملية التجويف مفيدة لإنشاء مولدات حرارة للتدفئة لمنزل خاص. جوهر النظام محاط بغلاف مغلق ، حيث تتحرك طائرة مائية عبر جهاز تجويف ؛ تستخدم مضخة عادية للحصول على الضغط. في روسيا ، لأول اختراع لتجهيزات التدفئة ، حصل على براءة اختراع في عام 2013... تحدث عملية تكوين تمزق الفقاعة تحت تأثير مجال كهربائي متناوب. في هذه الحالة ، تكون تجاويف البخار صغيرة الحجم ولا تتفاعل مع الأقطاب الكهربائية. ينتقلون إلى سمك السائل ، وهناك فتحة مع إطلاق طاقة إضافية في الجسم لتدفق المياه.

الآراء

تتمثل المهمة الرئيسية لمولد حرارة التجويف في تكوين شوائب غازية ، وستعتمد جودة التسخين على كميتها وكثافتها. في الصناعة الحديثة ، هناك عدة أنواع من هذه المولدات الحرارية ، والتي تختلف في مبدأ توليد الفقاعات في السائل. الأكثر شيوعًا هي ثلاثة أنواع:

• مولدات الحرارة الدوارة - يدور عنصر العمل بسبب المحرك الكهربائي ويولد دوامات سائلة ؛
• أنبوبي - تغيير الضغط بسبب نظام الأنابيب التي يتحرك الماء من خلالها ؛
• بالموجات فوق الصوتية - يحدث عدم تجانس السائل في مولدات الحرارة هذه بسبب الاهتزازات الصوتية ذات التردد المنخفض.

بالإضافة إلى الأنواع المذكورة أعلاه ، يوجد تجويف بالليزر ، لكن هذه الطريقة لم تجد بعد تطبيقًا صناعيًا. الآن دعنا نفكر في كل نوع بمزيد من التفصيل.

مولد الحرارة الدوراني

يتكون من محرك كهربائي ، محوره متصل بآلية دوارة مصممة لإحداث اضطراب في السائل. ميزة تصميم الدوار هي الجزء الثابت المحكم ، حيث يتم التسخين. يحتوي الجزء الثابت نفسه على تجويف أسطواني بداخله - غرفة دوامة يدور فيها الجزء المتحرك. الجزء المتحرك لمولد حرارة التجويف عبارة عن أسطوانة بها مجموعة من الأخاديد على السطح ؛ عندما تدور الأسطوانة داخل الجزء الثابت ، فإن هذه الأخاديد تخلق عدم تجانس في الماء وتسبب عمليات التجويف.

تين. 3: تصميم المولد الدوار

يتم تحديد عدد المنخفضات ومعلماتها الهندسية اعتمادًا على نموذج مولد الحرارة الدوامة. للحصول على معلمات التسخين المثلى ، تبلغ المسافة بين العضو الدوار والجزء الثابت حوالي 1.5 مم. هذا التصميم ليس الوحيد من نوعه ؛ لتاريخ طويل من التحديث والتحسينات ، خضع عنصر العمل من النوع الدوار للكثير من التحولات.

كان من أوائل النماذج الفعالة لمحولات طاقة التجويف مولد غريغز ، الذي استخدم قرصًا دوارًا به ثقوب عمياء على السطح. يظهر أحد نظائرها الحديثة لمولدات حرارة تجويف القرص في الشكل 4 أدناه:

تين. 4: قرص مولد الحرارة

على الرغم من بساطة التصميم ، إلا أنه من الصعب جدًا استخدام الوحدات من النوع الدوار ، نظرًا لأنها تتطلب معايرة دقيقة وأختامًا موثوقة وامتثالًا للمعايير الهندسية أثناء التشغيل ، مما يجعلها صعبة التشغيل. تتميز مولدات حرارة التجويف هذه بعمر خدمة منخفض إلى حد ما - 2-4 سنوات بسبب تآكل التجويف في الجسم والأجزاء. بالإضافة إلى ذلك ، فإنها تخلق حمولة ضوضاء كبيرة إلى حد ما أثناء تشغيل العنصر الدوار.تشمل مزايا هذا الطراز إنتاجية عالية - 25٪ أعلى من السخانات التقليدية.

أنبوبي

لا يحتوي مولد الحرارة الاستاتيكية على عناصر دوارة. تحدث عملية التسخين فيها بسبب حركة المياه عبر الأنابيب المتدرجة بطول الطول أو بسبب تركيب فوهات لافال. يتم توفير الماء لجسم العمل بواسطة مضخة هيدروديناميكية ، مما يخلق قوة ميكانيكية للسائل في مساحة ضيقة ، وعندما يمر في تجويف أوسع ، تنشأ دوامات تجويف.

على عكس النموذج السابق ، فإن معدات التسخين الأنبوبية لا تصدر الكثير من الضوضاء ولا تبلى بهذه السرعة. أثناء التثبيت والتشغيل ، لا داعي للقلق بشأن التوازن الدقيق ، وإذا تم تدمير عناصر التسخين ، فسيكون استبدالها وإصلاحها أرخص بكثير من الطرز الدوارة. تشمل عيوب مولدات الحرارة الأنبوبية أداءً أقل بكثير وأبعادًا ضخمة.

بالموجات فوق الصوتية

يحتوي هذا النوع من الأجهزة على حجرة رنان مضبوطة على تردد معين من الاهتزازات الصوتية. يتم تثبيت لوحة كوارتز عند مدخلها ، والتي تهتز عند تطبيق الإشارات الكهربائية. يخلق اهتزاز اللوحة تأثيرًا تموجًا داخل السائل ، والذي يصل إلى جدران غرفة الرنان وينعكس. أثناء حركة العودة ، تلتقي الموجات مع الاهتزازات الأمامية وتخلق تجويف هيدروديناميكي.

تين. 5: مبدأ عمل مولد الحرارة بالموجات فوق الصوتية

علاوة على ذلك ، يتم نقل الفقاعات بعيدًا عن طريق تدفق المياه على طول أنابيب الدخول الضيقة للتركيب الحراري. عند المرور في منطقة واسعة ، تنهار الفقاعات ، وتطلق طاقة حرارية. تتميز مولدات التجويف بالموجات فوق الصوتية أيضًا بأداء جيد لأنها لا تحتوي على عناصر دوارة.

عزل المولد

مخطط توصيل مولد الحرارة بنظام التدفئة.

تحتاج أولاً إلى عمل غلاف من العزل. خذ ورقة من الصاج المجلفن أو الألومنيوم الرقيق لهذا الغرض. اقطع مستطيلين منه إذا كنت ستصنع غلافًا من نصفين. أو مستطيل واحد ، ولكن مع توقع أنه بعد التصنيع ، فإن مولد حرارة دوامة Potapov ، الذي تم تجميعه يدويًا ، سوف يتناسب تمامًا مع ذلك.

من الأفضل ثني الورقة على ماسورة ذات قطر كبير أو استخدام عضو متقاطع. ضع الورقة المقطوعة عليها واضغط على الكتلة الخشبية في الأعلى بيدك. من ناحية أخرى ، اضغط على ورقة القصدير بحيث يتشكل منحنى صغير بطول الطول بالكامل. حرك قطعة العمل قليلاً وكرر العملية مرة أخرى. افعل هذا حتى تحصل على أسطوانة.

1. قم بتوصيله بالقفل الذي يستخدمه صانعو الأنابيب السفلية.
2. اصنع أغطية للغلاف بفتحات لتوصيل المولد.
3. قم بلف مادة عازلة حول الجهاز. ثبت العزل بسلك أو شرائح رفيعة من الصفائح المعدنية.
4. ضع الجهاز في الغلاف ، وأغلق الأغطية.

هناك طريقة أخرى لزيادة إنتاج الحرارة: لهذا تحتاج إلى معرفة كيفية عمل مولد دوامة Potapov ، حيث يمكن أن تقترب كفاءته من 100٪ أو أعلى (لا يوجد إجماع على سبب حدوث ذلك).

أثناء مرور الماء عبر الفوهة أو النفاثة ، يتم إنشاء تيار قوي عند المخرج ، والذي يصل إلى الطرف المقابل للجهاز. يتلوى ، ويحدث التسخين بسبب احتكاك الجزيئات. هذا يعني أنه من خلال وضع عائق إضافي داخل هذا التدفق ، من الممكن زيادة اختلاط السائل في الجهاز.

بمجرد أن تعرف كيف يعمل ، يمكنك البدء في تصميم تحسينات إضافية. سيكون مخمدًا دواميًا مصنوعًا من صفائح طولية موجودة داخل حلقتين على شكل مثبت قنبلة طائرة.

مخطط مولد الحرارة الثابتة.

الأدوات: آلة لحام ، جلاخة زاوية.

المواد: صفيحة معدنية أو حديد مسطح ، أنابيب سميكة الجدران.

اصنع حلقتين بعرض 4-5 سم من أنبوب بقطر أصغر من مولد الحرارة Potapov vortex. قطع شرائط متطابقة من الشريط المعدني. يجب أن يكون طولها مساويًا لربع طول جسم المولد الحراري نفسه. اختر العرض بحيث يكون هناك ثقب حر بالداخل بعد التجميع.

1. ثبت اللوحة في ملزمة. علقها على جانب والآخر من الحلبة. لحام اللوحة لهم.
2. قم بإزالة قطعة العمل من المشبك واقلبها 180 درجة. ضع اللوحة داخل الحلقات وثبتها في المشبك بحيث تكون الألواح متقابلة. ثبت 6 أطباق بهذه الطريقة على مسافة متساوية.
3. قم بتجميع مولد الحرارة الدوامة عن طريق إدخال الجهاز الموصوف مقابل الفوهة.

على الأرجح ، يمكن تحسين هذا المنتج بشكل أكبر. على سبيل المثال ، بدلاً من الألواح المتوازية ، استخدم الأسلاك الفولاذية عن طريق لفها في كرة هوائية. أو عمل ثقوب بأقطار مختلفة على اللوحات. لا شيء يقال عن هذا التحسين ، لكن هذا لا يعني أنه لا ينبغي القيام به.

رسم تخطيطي لجهاز المسدس الحراري.

1. تأكد من حماية مولد حرارة دوامة Potapov من خلال طلاء جميع الأسطح.
2. ستكون أجزائه الداخلية أثناء التشغيل في بيئة شديدة العدوانية بسبب عمليات التجويف. لذلك حاول أن تجعل الجسم وكل ما بداخله من مادة سميكة. لا تبخل على الأجهزة.
3. اصنع عدة أغطية مختلفة بمداخل مختلفة. بعد ذلك سيكون من الأسهل تحديد قطرها من أجل الحصول على أداء عالٍ.
4. الأمر نفسه ينطبق على مخمد الاهتزاز. يمكن أيضا تعديلها.

قم ببناء مقعد مختبر صغير حيث ستعمل بكل الخصائص. للقيام بذلك ، لا تقم بتوصيل المستهلكين ، ولكن قم بتكرار خط الأنابيب بالمولد. سيؤدي ذلك إلى تبسيط اختباره واختيار المعلمات المطلوبة. نظرًا لأنه من الصعب العثور على أجهزة متطورة لتحديد معامل الكفاءة في المنزل ، يُقترح الاختبار التالي.

قم بتشغيل مولد الحرارة الدوامي ولاحظ الوقت الذي يسخن فيه الماء إلى درجة حرارة معينة. من الأفضل أن يكون لديك مقياس حرارة إلكتروني ، فهو أكثر دقة. ثم عدّل التصميم وأجر التجربة مرة أخرى ، مع ملاحظة ارتفاع درجة الحرارة. كلما زاد ارتفاع درجة حرارة الماء في نفس الوقت ، يجب إعطاء الأفضلية للإصدار النهائي للتحسين المحدد في التصميم.

هل لاحظت أن سعر التدفئة وإمدادات المياه الساخنة قد ارتفع ولا تعرف ماذا تفعل حيال ذلك؟ الحل لمشكلة موارد الطاقة باهظة الثمن هو مولد حراري دوامة. سأتحدث عن كيفية ترتيب مولد الحرارة الدوامة وما هو مبدأ تشغيله. سوف تكتشف أيضًا ما إذا كان من الممكن تجميع مثل هذا الجهاز بيديك وكيفية القيام بذلك في ورشة منزلية.

طلب

في الصناعة وفي الحياة اليومية ، تم تطبيق مولدات حرارة التجويف في مجموعة متنوعة من مجالات النشاط. اعتمادًا على مجموعة المهام ، يتم استخدامها من أجل:

• تدفئة - داخل المنشآت ، يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة حرارية ، بسبب انتقال السائل المسخن عبر نظام التسخين. وتجدر الإشارة إلى أن مولدات حرارة التجويف لا يمكنها تسخين المنشآت الصناعية فحسب ، بل يمكنها أيضًا تدفئة قرى بأكملها.
• تسخين المياه الجارية - وحدة التجويف قادرة على تسخين السائل بسرعة ، مما يجعلها تستبدل عمود الغاز أو الكهرباء بسهولة.
• خلط المواد السائلة - بسبب التخلخل في الطبقات مع تكوين تجاويف صغيرة ، تسمح هذه الركام بتحقيق الجودة المناسبة لخلط السوائل التي لا تتحد بشكل طبيعي بسبب كثافات مختلفة.

شراء أو حرفة؟

كما ترون ، أسعار مولدات الحرارة أسعار كونية. لا يستطيع الجميع تحمل مثل هذا المصدر البديل للطاقة ، لذلك يحاول الاقتصاديون صنعه بأيديهم. لا يعتمد الشراء أو التصنيع بنفسك بشكل مباشر على رفاهية الأسرة فحسب ، بل يعتمد أيضًا على مهارات وقدرات الشخص. إذا لم يكن هناك أي شيء ، فمن الأفضل عدم المخاطرة وعدم إضاعة الوقت ، لأن تصميم الجهاز له هيكل معقد نوعًا ما.

وبالتالي ، فإن مولد حرارة التجويف هو مصدر بديل ممتاز لتدفئة المنزل. ومع ذلك ، فإن تكلفتها المرتفعة تجعلها غير متاحة لغالبية سكان العالم.
يمكنك تجميعها بيديك ، لكن هذه الخطوة مبررة فقط إذا كانت لديك مهارة خاصة.

إيجابيات وسلبيات

بالمقارنة مع مولدات الحرارة الأخرى ، فإن وحدات التجويف لها عدد من المزايا والعيوب.

تشمل مزايا هذه الأجهزة ما يلي:

• آلية أكثر كفاءة للحصول على الطاقة الحرارية ؛
• تستهلك موارد أقل بكثير من مولدات الوقود ؛
• يمكن استخدامه لتسخين كل من المستهلكين ذوي الطاقة المنخفضة وكبار المستهلكين ؛
• صديق للبيئة تمامًا - لا ينبعث منه مواد ضارة في البيئة أثناء التشغيل.

تشمل عيوب مولدات حرارة التجويف ما يلي:

• أبعاد كبيرة نسبيًا - النماذج الكهربائية والوقود أصغر بكثير ، وهو أمر مهم عند تركيبها في غرفة تعمل بالفعل ؛
• ضوضاء عالية بسبب تشغيل مضخة المياه وعنصر التجويف نفسه ، مما يجعل من الصعب تثبيتها في المباني المنزلية ؛
• نسبة غير فعالة من الطاقة والأداء للغرف ذات المساحة المربعة الصغيرة (حتى 60 مترًا مربعًا ، من الأفضل استخدام وحدة تعمل بالغاز أو الوقود السائل أو طاقة كهربائية مكافئة مع عنصر تسخين). \

المميزات والعيوب

مثل أي جهاز آخر ، مولد حراري من نوع التجويف لها جوانبها الإيجابية والسلبية.

من بين المزايا يمكن تمييز المؤشرات التالية:

• التوفر ؛
• مدخرات ضخمة
• لا يسخن
• كفاءة تميل إلى 100٪ (من الصعب للغاية على أنواع أخرى من المولدات تحقيق هذه المؤشرات) ؛
• توافر المعدات ، مما يجعل من الممكن تجميع الجهاز ليس أسوأ من المصنع.

يتم النظر في نقاط الضعف في مولد Potapov:

• الأبعاد الحجمية التي تشغل مساحة كبيرة من منطقة المعيشة ؛
• ارتفاع مستوى ضوضاء المحرك مما يجعل من الصعب للغاية النوم والراحة

يختلف المولد المستخدم في الصناعة عن الإصدار المنزلي في الحجم فقط. ومع ذلك ، في بعض الأحيان تكون طاقة الوحدة المنزلية عالية جدًا بحيث لا يكون من المنطقي تثبيتها في شقة من غرفة واحدة ، وإلا فإن درجة الحرارة الدنيا أثناء تشغيل جهاز التجويف ستكون 35 درجة مئوية على الأقل.

يُظهر الفيديو نسخة مثيرة للاهتمام من مولد الحرارة الدوامة للوقود الصلب

[su_youtube url = "https://www.youtube.com/embed/0tKOVk6eWuQ؟feature=oembed"]

DIY CTG

أبسط خيار للتنفيذ في المنزل هو مولد تجويف من النوع الأنبوبي به فوهة واحدة أو أكثر لتسخين المياه. لذلك ، سنقوم بتحليل مثال على صنع مثل هذا الجهاز ، لذلك ستحتاج إلى:

• المضخة - للتدفئة ، تأكد من اختيار مضخة حرارية لا تخاف من التعرض المستمر لدرجات الحرارة العالية. يجب أن توفر ضغط عمل عند مخرج 4-12 atm.
• 2 من مقاييس الضغط والأكمام لتركيبها - تقع على جانبي الفوهة لقياس الضغط عند مدخل ومخرج عنصر التجويف.
• مقياس حرارة لقياس كمية تسخين المبرد في النظام.
• صمام لإزالة الهواء الزائد من مولد حرارة التجويف.مثبتة في أعلى نقطة في النظام.
• فوهة - يجب أن يكون قطر التجويف من 9 إلى 16 مم ، ولا ينصح بعمل أقل ، حيث يمكن أن يحدث التجويف بالفعل في المضخة ، مما يقلل بشكل كبير من عمر الخدمة. يمكن أن يكون شكل الفوهة أسطوانيًا أو مخروطيًا أو بيضاويًا ، من الناحية العملية ، أي منها يناسبك.
• يتم اختيار الأنابيب وعناصر التوصيل (مشعات التسخين في غيابها) وفقًا للمهمة المطروحة ، ولكن الخيار الأبسط هو الأنابيب البلاستيكية للحام.
• أتمتة تشغيل / إيقاف تشغيل مولد حرارة التجويف - كقاعدة عامة ، يتم ربطه بنظام درجة الحرارة ، حيث يتم إيقاف تشغيله عند حوالي 80 درجة مئوية وتشغيله عندما ينخفض ​​إلى أقل من 60 درجة مئوية. ولكن يمكنك اختيار وضع التشغيل لمولد حرارة التجويف بنفسك.

تين. الشكل 6: رسم تخطيطي لمولد حرارة التجويف
قبل توصيل جميع العناصر ، يُنصح برسم مخطط لموقعها على الورق أو الجدران أو على الأرض. يجب أن تكون المواقع بعيدة عن العناصر القابلة للاشتعال أو يجب إزالة الأخيرة على مسافة آمنة من نظام التدفئة.

اجمع كل العناصر ، كما صورت في الرسم البياني ، وتحقق من إحكام الربط دون تشغيل المولد. ثم اختبر مولد حرارة التجويف في وضع التشغيل ، الارتفاع الطبيعي في درجة حرارة السائل هو 3-5 درجات مئوية في دقيقة واحدة.

مبدأ التشغيل

يعمل المولد على مبدأ التجويف ، عندما يتم سكب الماء في حجرة التوربينات الخاصة (جهاز تجويف) ، وتبدأ المضخة في تدوير جهاز التجويف. في هذه الحالة ، تبدأ فقاعات الماء المتكونة في الانهيار ، مما يولد حرارة إضافية تسخن المبرد.

من الناحية النظرية ، دافع بوتابوف عن عدد من الأعمال العلمية ، حيث وصف عملية توليد الطاقة المتجددة. من الناحية العملية ، من الصعب إثبات ذلك ، ومع ذلك ، يحدث مولد حرارة التجويف من بين طرق بديلة أخرى لتوليد الحرارة.

أنواع السخانات

ينتمي غلاية التسخين بالتجويف إلى أحد أنواع السخانات الشائعة. الأكثر طلبًا:

1. التركيبات الدوارة ، ومن بينها جهاز Griggs الذي يستحق عناية خاصة. يعتمد جوهر عملها على مضخة طرد مركزي دوارة. يشبه التصميم الموصوف ظاهريًا قرصًا به عدة ثقوب. كل مكان من هذا القبيل يسمى خلية Griggs ، وعددها ومعلماتها الوظيفية مترابطة مع سرعة محرك الأقراص ، ونوع مجموعة المولدات المستخدمة. يتم تسخين سائل العمل في الفراغ بين العضو الدوار والجزء الثابت بسبب حركته السريعة على طول سطح القرص.
2. سخانات ثابتة. المراجل خالية من أي أجزاء متحركة ؛ يتم ضمان التجويف فيها بواسطة عناصر لافال الخاصة. مضخة مثبتة في نظام التدفئة تحدد ضغط الماء المطلوب ، والذي يبدأ في التحرك بسرعة وتسخين. بسبب الثقوب الضيقة في الفتحات ، يتحرك السائل بمعدل متسارع. بسبب توسعها السريع ، يتم تحقيق التجويف اللازم للتدفئة.

يعتمد اختيار هذا السخان أو ذاك على احتياجات الشخص. يجب ألا يغيب عن البال أن آلة التجويف الدوارة أكثر كفاءة ، علاوة على أنها أصغر حجمًا.

خصوصية الوحدة الثابتة هي عدم وجود أجزاء دوارة ، وهو ما يحدد عمرها التشغيلي الطويل. مدة التشغيل بدون صيانة تصل إلى 5 سنوات. إذا انكسرت الفوهة ، فيمكن استبدالها بسهولة ، وهو أرخص بكثير مقارنة بشراء عنصر عمل جديد للتركيب الدوار.

تصنيع وتطوير آلة التجويف

مخطط جهاز مولد الحرارة الثابتة.

هناك العديد من تصميمات التجويفات الساكنة ، ولكن في جميع الحالات تقريبًا يتم تصنيعها على شكل فوهة. غالبًا ما يتم أخذ الفوهة كأساس وتعديلها بواسطة المصمم. يظهر التصميم الكلاسيكي في الشكل (الصورة 1).

أول شيء يجب الانتباه إليه هو قسم القناة بين المُحير والناشر. لا ينبغي تضييق المقطع العرضي بشكل كبير ، وبالتالي محاولة ضمان أقصى انخفاض للضغط. سيكون حجم الماء الذي يتم ضخه عبر الفوهة صغيرًا جدًا. عند مزجه بالماء البارد ، فإنه سينقل الحرارة غير الكافية إليه. هذا يعني أن الحجم الإجمالي للماء لن يكون قادرًا على التسخين بسرعة. بالإضافة إلى ذلك ، سيساهم المقطع العرضي الصغير للقناة في تهوية المياه التي تدخل مدخل مضخة العمل. نتيجة لذلك ، ستعمل هذه المضخة بشكل صاخب ، وقد يحدث تجويف في الجهاز نفسه.

يمكن تحقيق أفضل أداء بقطر مجرى هواء يبلغ 10-15 ملم.

عواقب وخيمة

تلف التجويف (جزء المضخة)

تلف تجويف المروحة
العدوانية الكيميائية للغازات في الفقاعات ، والتي ، علاوة على ذلك ، لها درجة حرارة عالية ، تسبب تآكل المواد التي يتلامس معها السائل ، والتي يتطور فيها التجويف. هذا التآكل هو أحد عوامل الآثار الضارة للتجويف. العامل الثاني يرجع إلى التجاوزات الكبيرة للضغط الناجم عن انهيار الفقاعات والتأثير على أسطح هذه المواد.

يؤدي تآكل التجويف للمعادن إلى تدمير مراوح السفن ، وأجسام المضخات العاملة ، والتوربينات الهيدروليكية ، وما إلى ذلك ، كما يتسبب التجويف أيضًا في حدوث ضوضاء واهتزاز وانخفاض في كفاءة الوحدات الهيدروليكية.

يؤدي انهيار فقاعات التجويف إلى حقيقة أن طاقة السائل المحيط تتركز بأحجام صغيرة جدًا. وهكذا تتشكل النقاط الساخنة وتتولد موجات الصدمة ، وهي مصادر للضوضاء وتؤدي إلى تآكل المعدن. تعد ضوضاء التجويف مشكلة خاصة في الغواصات ، لأنها تقلل من التخفي. أظهرت التجارب أنه حتى المواد الخاملة كيميائيًا للأكسجين (الذهب ، الزجاج ، إلخ) تتعرض للتأثيرات الضارة والمدمرة للتجويف ، وإن كان ذلك أبطأ بكثير. هذا يثبت أنه بالإضافة إلى عامل العدوانية الكيميائية للغازات في الفقاعات ، فإن عامل الضغط الزائد الناتج عن انهيار الفقاعات مهم أيضًا. يؤدي التجويف إلى تآكل كبير في أجزاء العمل ويمكن أن يقصر بشكل كبير من عمر المسمار والمضخة. في علم القياس ، عند استخدام مقاييس التدفق فوق الصوتي ، تعدل فقاعات التجويف الموجات في طيف واسع ، بما في ذلك الترددات المنبعثة من مقياس التدفق ، مما يؤدي إلى تشويه قراءاته.

ميزات التصميم

على الرغم من بساطة الجهاز ، إلا أن هناك ميزات يجب مراعاتها عند التجميع:

• يتم توصيل أنبوب المدخل بالمضخة عن طريق شفة.
  ستكون المضخة لزيادة ضغط المياه في الشقة مسؤولة عن تزويد السائل بالضغط المطلوب ؛
• يتم تحقيق السرعة والضغط المطلوبين عن طريق أنابيب ذات قطر معين.
  يبدأ الماء في التحرك بسرعة إلى مركز خزان العمل ، حيث يتم خلط التدفقات ؛
• يتم التحكم في السرعة باستخدام أجهزة خاصة مثبتة على فوهات الغرفة ؛
• ينتقل الماء من خلال صمام الأمان إلى المخرج ، والذي من خلاله يعود إلى نقطة البداية.
  تؤدي الحركة المستمرة إلى تسخين الماء ، ويتم تحويل الحرارة إلى طاقة ميكانيكية.

تتم حسابات الحرارة وفقًا للصيغ التالية:

Epot = - 2 * إيكين ، أين

Ekin = mV2 / 2 - القيمة الحركية المتغيرة.

سيوفر تجميع مولد التجويف بيديك ليس فقط الوقود ، ولكن أيضًا في شراء الطرز التسلسلية.

تم إنشاء إنتاج مثل هذه المولدات الحرارية في روسيا والخارج.

تتمتع الأجهزة بالعديد من المزايا ، لكن العيب الرئيسي - التكلفة - ينفيها. يبلغ متوسط ​​سعر الطراز المنزلي حوالي 50-55 ألف روبل.

بعد أن قمنا بتجميع مولد حرارة التجويف بمفردنا ، نحصل على جهاز بكفاءة عالية.

للتشغيل الصحيح للجهاز ، من الضروري حماية الأجزاء المعدنية بالطلاء. من الأفضل جعل الأجزاء ملامسة للجدران السائلة السميكة ، مما يزيد من عمر الخدمة.

في الفيديو المقترح ، شاهد مثالًا واضحًا لعمل مولد حراري تجويف محلي الصنع.

الاشتراك في التحديثات عن طريق البريد الإلكتروني:

مولد حرارة التجويف الثابت

هذا النوع من مولدات الحرارة يسمى تقليديًا فقط ثابت. هذا بسبب عدم وجود أجزاء دوارة في هيكل دوامة التجويف. من أجل إنشاء عمليات التجويف ، يتم استخدام أنواع مختلفة من الفتحات.

لحدوث التجويف ، سيكون من الضروري توفير سرعة عالية للحركة في تجويف السائل. لهذا الغرض ، يجب استخدام مضخة طرد مركزي عادية. ستعمل المضخة على زيادة ضغط السائل أمام الفوهة. سوف يندفع إلى فتحة الفوهة ، التي تحتوي على مقطع عرضي أصغر بكثير من خط أنابيب الإمداد. يوفر هذا سرعة عالية عند الخروج من الفوهة. بمساعدة التمدد الحاد للسائل يحدث التجويف. سيتم تسهيل ذلك أيضًا من خلال احتكاك السائل بسطح القناة واضطراب المياه ، والذي يحدث في حالة المحاذاة الحادة للطائرة من الفوهة. يسخن الماء لنفس الأسباب كما هو الحال في تصميم الدوامة الدوارة ، ولكن بكفاءة أقل قليلاً.

مخطط مبدأ تشغيل مولد حراري ثابت.

لا يحتاج جهاز المولد الحراري الساكن إلى دقة عالية في تصنيع الأجزاء. في تصنيع هذه الأجزاء ، يتم تقليل التشغيل الآلي مقارنة بالتصميم الدوار. نظرًا لغياب الأجزاء الدوارة ، يمكن حل مشكلة الأجزاء المانعة للتسرب وتجميعات التزاوج بسهولة. التوازن ليس ضروريًا هنا أيضًا. عمر خدمة آلة التجويف أطول بكثير. حتى في حالة استنفاد مورد الفوهة ، سيتطلب تصنيعها واستبدالها تكاليف مادية أقل بكثير. في هذه الحالة ، سوف يحتاج مولد حرارة التجويف الدوار إلى التصنيع من جديد.

عيب الجهاز الساكن هو تكلفة المضخة. ومع ذلك ، فإن تكلفة إنشاء مولد حراري لهذا الجهاز لا تختلف عمليًا عن هيكل دوامة دوارة. إذا تذكرنا مورد كلتا التركيبات ، فسوف يتحول هذا العيب إلى ميزة ، لأنه في حالة استبدال جهاز التجويف ، ليس من الضروري تغيير المضخة.

لذلك ، من المنطقي التفكير في كيفية صنع مولد حراري دوامة ثابت.

تصنيع مولد الحرارة الدوامة Potapov

تم تطوير العديد من الأجهزة الأخرى التي تعمل وفقًا لمبادئ مختلفة تمامًا. على سبيل المثال ، مولدات الحرارة الدوامة Potapov ، المصنوعة يدويًا. يطلق عليهم اسم ثابت تقليديًا. هذا يرجع إلى حقيقة أن الجهاز الهيدروليكي لا يحتوي على أجزاء دوارة في الهيكل. كقاعدة عامة ، تستقبل مولدات الحرارة الدوامة الحرارة باستخدام مضخة ومحرك كهربائي.

ستكون الخطوة الأكثر أهمية في عملية صنع مثل هذا المصدر للحرارة بيديك هي اختيار المحرك. يجب أن يتم اختياره حسب الجهد. هناك العديد من الرسومات والمخططات لمولد حراري دوامة يعمل بنفسك ، والتي توضح طرقًا لتوصيل محرك كهربائي بجهد 380 فولت بشبكة 220 فولت.

تجميع الإطار وتركيب المحرك

يبدأ تركيب مصدر حرارة Potapov بيديك بتركيب محرك كهربائي. اربطه بالسرير أولاً. ثم استخدم طاحونة زاوية لعمل الزوايا. قصها من مربع مناسب.بعد عمل 2-3 مربعات ، اربطها على العارضة. ثم استخدم آلة لحام لتجميع هيكل مستطيل.

إذا لم يكن لديك آلة لحام ، فلن تحتاج إلى قطع المربعات. ما عليك سوى قص المثلثات في أماكن الطية المقصودة. ثم ثني المربعات باستخدام ملزمة. استخدم البراغي والمسامير والصواميل للتثبيت.

بعد التجميع ، يمكنك طلاء الإطار وحفر ثقوب في الإطار لتركيب المحرك.

تركيب المضخة

سيكون العنصر المهم التالي في البناء الهيدروليكي الدوامي لدينا هو المضخة. في الوقت الحاضر ، في المتاجر المتخصصة ، يمكنك بسهولة شراء وحدة من أي قوة. عند اختياره ، انتبه جيدًا لأمرين:

1. يجب أن تكون نابذة.
2. اختر وحدة تعمل على النحو الأمثل مع محركك الكهربائي.

بعد شراء المضخة ، قم بتوصيلها بالإطار. إذا لم يكن هناك ما يكفي من العارضتين ، فقم بعمل 2-3 زوايا أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، سيكون من الضروري إيجاد أداة توصيل. يمكن تشغيله على مخرطة أو شراؤها من أي متجر لاجهزة الكمبيوتر.

يتكون مولد حرارة التجويف الدوامي Potapov على الخشب ، المصنوع يدويًا ، من جسم مصنوع على شكل أسطوانة. تجدر الإشارة إلى أنه من خلال الثقوب والفوهات يجب أن تكون موجودة في نهاياتها ، وإلا فلن تتمكن من إرفاق الهيكل المائي بشكل صحيح بنظام التدفئة.

أدخل الطائرة خلف المدخل مباشرة. تم اختياره بشكل فردي. ومع ذلك ، تذكر أن ثقبها يجب أن يكون أصغر بمقدار 8-10 مرات من قطر الأنبوب. إذا كان الثقب صغيرًا جدًا ، فسوف ترتفع درجة حرارة المضخة ولن تتمكن من تدوير الماء بشكل صحيح.

بالإضافة إلى ذلك ، بسبب التبخير ، فإن مولد حرارة تجويف دوامة Potapov على الخشب سيكون شديد الحساسية للتآكل المائي.

كيف تصنع أنبوب

ستتم عملية صنع هذا العنصر من مصدر حرارة Potapov على الخشب على عدة مراحل:

1. أولاً ، استخدم طاحونة لقطع قطعة من الأنابيب بقطر 100 مم. يجب ألا يقل طول قطعة العمل عن 600-650 مم.
2. ثم قم بعمل أخدود خارجي في قطعة العمل وقطع الخيط.
3. ثم اصنع حلقتين بطول 60 مم. يجب أن يتوافق عيار الحلقات مع قطر الأنبوب.
4. ثم قص الخيوط لنصف الحلقات.
5. المرحلة التالية هي تصنيع الأغطية. يجب أن تكون ملحومة من جانب الحلقات حيث لا يوجد خيط.
6. بعد ذلك ، قم بحفر ثقب مركزي في الأغطية.
7. ثم استخدم مثقاب كبير لشطب الجزء الداخلي من الغطاء.

بعد انتهاء العمليات ، يجب توصيل مولد حرارة التجويف الذي يعمل بالحطب بالنظام. أدخل أنبوبًا فرعيًا بفوهة في فتحة المضخة من حيث يتم توفير المياه. قم بتوصيل التركيبات الأخرى بنظام التدفئة. قم بتوصيل المنفذ من النظام الهيدروليكي بالمضخة.

إذا كنت ترغب في تنظيم درجة حرارة السائل ، فقم بتثبيت آلية كروية خلف الفوهة مباشرة.

بمساعدته ، يعمل مولد الحرارة على الخشب من Potapov على تشغيل المياه في جميع أنحاء الجهاز لفترة أطول.

هل من الممكن زيادة أداء مصدر حرارة Potapov

في هذا الجهاز ، كما هو الحال في أي نظام هيدروليكي ، يحدث فقدان للحرارة. لذلك ، من المستحسن إحاطة المضخة بغطاء مائي. للقيام بذلك ، قم بعمل غلاف عازل للحرارة. اجعل المقياس الخارجي لجهاز الحماية هذا أكبر من قطر المضخة.

يمكن استخدام الأنبوب الجاهز مقاس 120 مم كفراغ للعزل الحراري. إذا لم تكن لديك مثل هذه الفرصة ، فيمكنك عمل خط متوازي بيديك باستخدام ألواح الصلب. يجب أن يكون حجم الشكل بحيث يمكن تركيب هيكل المولد بالكامل بسهولة.

يجب أن تكون قطعة العمل مصنوعة فقط من مواد ذات جودة عالية لتحمل الضغط العالي في النظام دون مشاكل.

من أجل تقليل فقد الحرارة بشكل أكبر حول العلبة ، قم بعمل عازل حراري ، والذي يمكن تغليفه لاحقًا بغلاف من الصفائح المعدنية.

يمكن استخدام أي مادة يمكنها تحمل درجة غليان الماء كعازل.

سيتم تصنيع عازل حراري على عدة مراحل:

1. أولاً ، قم بتجميع الجهاز ، الذي سيتكون من مضخة وأنبوب توصيل ومولد حراري.
2. بعد ذلك ، حدد الأبعاد المثلى لجهاز العزل الحراري وابحث عن أنبوب من العيار المناسب.
3. ثم اصنع الأغطية على كلا الجانبين.
4. بعد ذلك ، اربط بإحكام الآليات الداخلية للنظام الهيدروليكي.
5. في النهاية ، قم بعمل مدخل وإصلاح (لحام أو برغي) أنبوب فيه.

بعد انتهاء العمليات ، قم بلحام الحافة في نهاية الأنبوب الهيدروليكي. إذا كنت تواجه صعوبات في تركيب الآليات الداخلية ، فيمكنك عمل إطار.

تأكد من فحص إحكام تجميعات مولدات الحرارة ونظامك الهيدروليكي بحثًا عن التسريبات. أخيرًا ، تذكر أن تضبط درجة الحرارة بكرة.

حماية الصقيع

بادئ ذي بدء ، قم بعمل غلاف عازل. للقيام بذلك ، خذ ورقة مجلفنة أو ورقة رقيقة من الألومنيوم. اقطع مستطيلين. تذكر أنه من الضروري ثني الورقة على مغزل بقطر أكبر. يمكنك أيضًا ثني المادة الموجودة على العارضة.

أولاً ، ضع الورقة التي قطعتها واضغط لأسفل عليها بقطعة من الخشب. من ناحية أخرى ، اضغط على الورقة حتى يتشكل انحناء طفيف بطول كامل. ثم حرك قطعة العمل الخاصة بك قليلاً إلى الجانب واستمر في ثنيها حتى تحصل على أسطوانة مجوفة.

ثم قم بعمل غطاء للغلاف. يُنصح بلف هيكل العزل الحراري بأكمله بمادة خاصة مقاومة للحرارة (الصوف الزجاجي ، إلخ) ، والتي يجب تأمينها لاحقًا بسلك.

الآلات والأجهزة