СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Cтатьи и Публикации    Альтернативная Энергетика    Другие и неизученные методы получения энергии КРУПНОМАСШТАБНАЯ ВИХРЕВАЯ ТРУБА КАК ИСТОЧНИК ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

КРУПНОМАСШТАБНАЯ ВИХРЕВАЯ ТРУБА КАК ИСТОЧНИК ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

© Валерий Котельников

Написать автору: tikopr@tuva.ru

В последнее время все более актуальной становится проблема энергетического обеспечения жизни общества. Энергетические кризисы, поражают время от времени различные регионы из-за снижения добычи энергоносителей или их дорогостоящей транспортировки к месту использования. Возникают экологические проблемы, связанные с негативным влиянием выбросов при сжигании топлива и его переработкой и хранением.

Недостаток энергоресурсов связан с тем, что запасы органических топлив - нефти, газа, угля, истощаются и не возобновляются. Поэтому удовлетворение потребностей общества в энергии возможно при комплексном решении проблем энергетики.

В связи с ограниченностью запасов энергоносителей важными становятся вопросы их эффективного использования и создания энергетических установок с высоким коэффициентом использования топлива, тепловым коэффициентом и КПД. Экономия топлива и сопутствующих материалов - главная задача этого направления развития энергетики.

Проблемы энергетики тесно связаны с проблемами экологии и охраны окружающей среды. Производство энергии значительно влияет на экологическую ситуацию в местах расположения энергетических станций. Добыча органического топлива, его транспортировка, переработка, хранение и использование производят все более масштабные и необратимые изменения экосистемы Земли.

Чтобы предотвратить эти нежелательные изменения, мировым сообществом была сформулирована концепция устойчивого развития, принятая конференцией ООН по окружающей среде. Одним из направлений деятельности в этом направлении было провозглашено всемерное сбережение энергии.

В настоящее время возрастает роль альтернативных энергетических технологий. Одним из решений указанных проблем является использование альтернативных источников для обеспечения потребностей общества в энергии. Наиболее эффективными в настоящее время являются технологии получения тепловой энергии от источников низкопотенциального тепла путем применения тепловых насосов. Применение тепловых насосов для отопления и горячего водоснабжения более выгодно с экономической точки зрения, поскольку за счет использования низкопотенциального дарового тепла, значительно снижает эксплуатационные затраты энергетических установок. Производимые промышленностью тепловые насосы компрессорного типа имеют высокую степень автоматизации и позволяют автоматически поддерживать необходимый уровень комфорта в помещениях.

В России традиционно производились тепловые насосы большой мощности для промышленного применения. Однако, более эффективно их применение для отопления индивидуальных жилых домов, тем более что в последнее время нарастает необходимость замены теплогенераторов на ископаемых топливах на более экологичные типы таких устройств.

В нашей стране разрабатывались и производились устройства на основе вторичных энергоресурсов, преобразующие тепло выбрасываемого воздуха, регенеративные теплообменники, переключающиеся регенераторы и рекуперативные теплообменники воздух-воздух. Теплообменники воздух-воздух требуют развитой поверхности теплообмена, что приводит к увеличению металлоемкости устройств. Для утилизаторов с промежуточным теплоносителем необходимо применение насосов. Регенераторы не обеспечивают разделения входного и выходного потоков воздуха. Более эффективны устройства использующие теплоту фазовых переходов, тепловые трубы, термосифоны. Однако, они сложны в техническом исполнении.

Современные технологии использования возобновляемых энергетических ресурсов недостаточно эффективны или дороги по сравнению с технологиями преобразования энергии органических топлив. Анализ современных энергетических технологий, показывает, что один из перспективных - способ преобразования тепловой энергии на основе вихревого эффекта, который выгодно отличается от известных устройств простотой технического выполнения и обслуживания, а также является более дешевым в промышленном производстве.

Одним из перспективных типов вихревых труб является самовакуумирующаяся вихревая труба. По эффективности самовакуумирующаяся вихревая труба значительно превосходит все известные охлаждающие устройства и на некоторых режимах более чем в три раза превосходит эффективность идеальной турбины при одинаковых условиях на входе и выходе. По данным исследований в самовакуумирующейся вихревой трубе имеет место очень интенсивный процесс теплообмена, характеризующийся коэффициентом теплообмена более 500 Вт/м2град. Эффект высокого интенсивного теплообмена в самовакуумирующейся вихревой трубе возникает мгновенно, что с успехом применяется в технике.

К устройствам такого типа при их разработке предъявляются следующие требования:

Этим требованиям достаточно хорошо удовлетворяет самовакуумирующаяся вихревая труба.

Эффективность работы вихревых труб в значительной степени ограничивается необходимостью применения компрессора для сжатия рабочего воздуха. Применение компрессоров ограничивает производительность вихревых труб по воздуху, что не позволяет использовать их для нагревания больших объемов, таких как жилые и производственные помещения. Отрицательным моментом является и процесс охлаждения входного потока за счет расширения в объеме вихревой трубы.

В результате анализа известных технических решений вихревых труб, был разработан вихревой нагреватель воздуха, в конструкцию которого внесены изменения, позволяющие устранить влияние процессов, снижающих эффективность устройства.

Для устранения влияния выше указанных негативных моментов на процесс теплообмена и увеличения производительности в устройстве применен электровентилятор с целью создания вихря. При вращении вентилятора воздух в объеме вихревой трубы закручивается в вихрь, в котором, в соответствии с известным эффектом Ранка, происходит разделение воздуха на теплую и холодную составляющие. Такая конструкция вихревой трубы позволила снизить перепад давлений до 200-300 Па, исключить охлаждение теплого потока воздуха. В результате реализации выше описанных технических решений появилась возможность варьировать производительность устройства по воздуху в широких пределах, а также значительно упростить конструкцию и повысить ее надежность благодаря отсутствию в устройстве компрессора. Экспериментально установленный тепловой коэффициент данного устройства 6,93.

На основе выше описанного способа могут быть созданы высокоэффективные, автономные, дешевые, простые в изготовлении и эксплуатации тепловые насосы и охладители различного применения.

Дата публикации: 24 декабря 2001
Источник: SciTecLibrary.ru

Вы можете оставить свой комментарий по этой статье или прочитать мнения других в следующих разделах ФОРУМА:
Свернуть Защита интеллектуальной собственности и авторских прав
Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения.
Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков.
Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр.
Свернуть Точные науки и дисциплины
Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации.
Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение.
Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики.
Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях.
Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им.
Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства.
Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы.
Свернуть Мозговой штурм
Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора.
Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда.
Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике.
Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении.
Свернуть Взгляд в будущее и настоящее
Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности.
Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний.
Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества...
Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения.
Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете.
Свернуть Гуманитарные науки и дисциплины
Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий.
Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран.
Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными.
Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить.
Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Хотите разместить свою статью или публикацию, чтобы ее читали все?
Как это сделать - узнайте здесь.

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.