Не все то кавитация, что шумит или Что же происходит на самом деле?

На какие процессы советуют обратить внимание специалисты-гидротехники, что бы Ваш насос или насосная станция работали в нужном режиме и бесперебойно выдавали рабочие параметры в течение всего срока эксплуатации.

Как происходит нагрев?

Простейшим вариантом кавитационного теплогенератора является труба с соплом, через которую осуществляется перекачка жидкости. В месте сужения из-за избыточного давления возникает завихрение потока и образуются пузырьки воздуха. Газовые включения обладают поверхностным натяжением, которые при перемещении в сопле усиливаются, а после выхода в точку расширения разрываются под действием собственного давления воздуха.

Этот процесс получил название схлопывания или самостоятельного разрушения кавитационных пузырьков, в результате чего в окружающее пространство выделяется большое количество тепла, идущего на нагрев теплоносителя.

Принцип действияПринцип действия

Принцип действия

Для усиления нагревательного эффекта применяются различные методы увеличения количества генерации воздушных включений. В качестве примера на рисунке выше используется дополнительный поток в области сопла. Но, в зависимости от вида кавитационного теплогенератора технология может иметь и другую реализацию.

Разновидности устройств

Каждый из двух модификаций насосов имеет свои особенности, если прибор с «сухим» ротором обычно более громоздок, то насос с «мокрым» ротором, как правило, компактнее, но ограничен по мощности и не подходит для больших систем. Мокрым ротор называется из-за того, что подвижные части мотора находятся в воде, ей же осуществляется их смазка и охлаждение, что предъявляет некоторые требования по чистоте к перекачиваемой воде.

17.png

Циркуляционные насосы в системе отопления

При этом электрические компоненты мотора изолированы от частей, находящихся в воде, разделительным стаканом. Насосы, имеющие «сухой» ротор, охлаждаются воздушным путем, поэтому они чаще всего и более шумные.

Расчет мощности

Оптимальный выбор насоса определяется по графику пересечения кривых напора и расхода воды, значения которых определяются по внутренним характеристикам отопительной системы или водоснабжения. Выбор будет оптимальным, если насос в выбранной рабочей точке будет работать с лучшим КПД, в этом случаем можно считать расчет мощности насоса отопления выполненным верно.

В такой рабочей точке мощность насоса соответствует потреблению энергии отопительной системой. Если рабочая точка выбрана неверно, то установленный по ней насос будет работать плохо, потребляя более высокую мощность, чем это необходимо и, в конечном счёте, может привести к перегрузке и выходу из строя насоса и всей отопительной системы. В таких случаях приходится выбирать новый более мощный насос.

1225.jpg

Рабочая точка насоса

Мощность насоса отопления определяется по формуле:

P2(кВт) = (p * Q * H) / 367 * КПД,

здесь p – плотность воды в килограммах на литр, Q – расход воды в кубометрах в час, H – напор воды в метрах.

Применение

В промышленности  и в быту кавитационные теплогенераторы нашли реализацию в самых различных сферах деятельности. В зависимости от поставленных задач они применяются для:

  • Отопления – внутри установок происходит преобразование механической энергии в тепловую, благодаря чему нагретая жидкость двигается по системе отопления. Следует отметить, что кавитационные теплогенераторы могут отапливать не только промышленные объекты, но и целые поселки.
  • Нагревание проточной воды – кавитационная установка способна быстро нагревать жидкость, за счет чего может легко заменять газовую или электрическую колонку.
  • Смешение жидких веществ – за счет разрежения в слоях с получением мелких полостей такие агрегаты позволяют добиться надлежащего качества перемешивания жидкостей, которые естественным образом не совмещаются из-за разной плотности.

Преимущества и недостатки

Несмотря на существенную конкуренцию со стороны традиционных средств нагрева и отопления, вихревые приспособления имеют свои плюсы.

К преимуществам тепловых генераторов кавитационного приципа следует отнести:

  • экологичность при производстве тепла – нет нужды сжигать топливо, благодаря чему в атмосферу не поступают вредные вещества;
  • отлично подходит как для крупных, так и небольших котельных;
  • не требует доставки и хранения топлива;
  • эффективный механизм получения тепла;

К недостаткам таких отопительных систем следует отнести их большие размеры, в сравнении с газовыми агрегатами, кавитационные занимают значительно большее помещение. Неэффективны для частных зданий и любых помещений с малым отапливаемым объемом, также вместе с теплом генерируют много шума. В виду генерации воздушных включений, отопительная система подвергается усиленному разрушению, что значительно сокращает срок службы труб, сопла, дисков и прочей фурнитуры.

Расчет подачи воды

Подачу воды следует вычислять по формуле:

здесь V – подача воды в кубометрах в час, 1.16 — характеристика теплоёмкости воды, T – разность температур, обычно 10-20 градусов.

Плюсы и минусы

Основным достоинством кавитационного теплогенератора считается экономичность работы отопительного устройства. Также среди плюсов отмечают следующие факторы:

  • высокий уровень производительности прибора,
  • возможность самостоятельного изготовления и монтажа,
  • оборудование можно установить без разрешительных документов.

Среди недостатков выделяют:

  • необходимо обустроить отдельное помещение под котельную,
  • достаточно высокий уровень шума при работе прибора.

Нельзя забывать, что оборудование занимает много места.

Как не стать жертвой обмана?

Кавитационные теплогенераторы действительно существуют и применяются для обогрева, но каждый владелец частного дома или квартиры окажется в проигрыше при замене им газовой или твердотопливной системы. Их смело можно устанавливать для небольших предприятий, но с оговоркой, что замену некоторых элементов вам придется делать уже через 5 лет. Поэтому предварительно рассчитайте целесообразность такой системы отопления для вашего случая.

Смотрите видео для более детальной информации:

Кавитация в системе отопления

В любом трубопроводе возможно возникновение кавитации. Разница в давлении вследствие, например, вследствие естественного спада давления в точках с разной высотой, трения потоков воды о стенки труб или ротора, на участках трубопровода приводит к кавитации — образованию микроскопических пузырьков из насыщенного пара в зонах с пониженным давлением.

Обычно такие зоны существуют недолго и как только давление повышается до значения, когда образовавшийся насыщенный пар не может существовать в равновесии с жидкостью, микропузырьки схлопываются, порождая микроскопическое подобие взрывов. Сами пузырьки и их схлопывание поодиночке не опасны, но, когда их много, это грозит к разрушениям материала труб, насоса и других узлов системы отопления.

1229.jpg

Кавитационный нагрев воды

Для минимизации кавитации следует по возможности обеспечить ровное давление на всех участках системы и чем выше это давление, тем лучше. Понижение температуры перекачиваемой воды уменьшает вероятность кавитационных явлений. Также очевидно, что насосы с меньшим числом оборотов будут создавать меньше кавитации, что тоже нужно учитывать при выборе насоса.

Верно осуществленный расчет насоса отопления и правильно подобранный насос гарантируют эффективность функционирования систем отопления и водоснабжения.

Если вы не уверены в возможности самостоятельно рассчитать характеристики нужного насоса отопительной системы, то лучше предоставить это профессионалам. Специалист произведёт все необходимые расчёты, поможет вам в выборе лучшего насоса и установит его.

Популярные модели

Отечественными производителями предлагаются модели кавитаторов гидроударного и электрогидроударного типа. Линейка включает в себя агрегаты небольшой мощности.

ВТГ-2.2

Оборудование представляет собой прибор малой мощности, который подходит для отопления сооружения объемом до 90 м³. Стоимость продукции варьируется в пределах 32-35 т. р.

ВГТ-30

Агрегат средней мощности, разработан для обогрева зданий объемом до 1400 м³. Требуется комплектация в виде шкафа управления. Цена изделия – около 150 000 р.

ИТПО

Продукция ижевских производителей, как заявляют поставщики кавитаторов, располагает КПД до 150%. Несмотря на высокий диапазон стоимости, модель привлекает внимание широкой аудитории потребителей.

Список использованной литературы

  • Акуличев В. А. «Кавитация в криогенных и кипящих жидкостях» 1978
  • Корнфельд М. «Упругость и прочность жидкостей»  1951
  • Федоткин И. М., Гулый И. С. «Кавитация, кавитационная техника и технология, их использование в промышленности» 1997
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...