Спосіб підвищення ефективності одержання тепла

Реферат: Спосіб підвищення ефективності одержання тепла, який включає створення потоку рідини та одержання тепла за рахунок гідродинамічного опору, а саме опору тиску та опору тертя рідини, причому як рідину використовують, наприклад, воду, а у потоку рідини утворюють послідовно зони зміни параметрів потоку рідини, а саме зону збільшення швидкості та зменшення тиску рідини та зону поступового збільшення тиску рідини, при цьому у зоні збільшення швидкості та зменшення тиску рідини утворюють кавітаційні пухирці за рахунок дискретності води та збільшують їх розміри внаслідок зменшення тиску рідини з проникненням до них з прилеглих шарів рідини атомів та складових її молекул, наприклад атомів водню та кисню з води та інших газів, а в зоні поступового збільшення тиску рідини зменшують розміри кавітаційних пухирців та відстані між атомами та складовими молекул рідини головним чином, між атомарним воднем та атомарним киснем та їх взаємодії при критичній відстані між ними у вигляді окисновідновної реакції, яка спричиняє мікровибух з утворенням молекул води та додаткового тепла. UA 73983 U (12) UA 73983 U UA 73983 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів, які можуть бути використані в системах теплозабезпечення житлових, суспільних та промислових приміщень, а також для гарячого водопостачання як для побуту, так і для технологічних систем в різних галузях народного господарства. Відомий пристрій "Роторный насос-теплогенератор" (Патент RU № 2159901) [1] одержання тепла за рахунок гідродинамічного опору, який має порожнистий корпус з патрубками для підводу та відводу рідини і являє собою статор з отворами та ротор у вигляді двопоточного відцентрового колеса з отворами по периферії, які виконані у вигляді колоподібних циліндричних насадок Вентурі, а отвори у статорі у вигляді несподівано розширюючих насадків. Недоліком відомого пристрою є те, що рідина не достатньо нагрівається за один прохід крізь насос-теплогенератор. Для підвищення температури рідини необхідно її багаторазово прокачувати крізь насос-теплогенератор. Відомий також "Роторный гидроударный насос-теплогенератор" (Патент RU № 2202743) [2], який має порожнистий корпус з патрубками для підводу та відводу рідини та розташованих у корпусі концентрично між собою ротор та статор, між якими утворено кільцевий канал, який з'єднаний з отворами у вигляді сопел, що звужуються, і в якому з боку ротора та статора встановлені перфоровані заглибини, всередині яких розташовані пружні порожні кулі та кільця з отворами в них у вигляді сопел, що звужуються, обернених до кільцевого каналу, а основа патрубків для підводу та відводу рідини розташована у кільцевому каналі. Основними недоліками вказаних пристроїв є складність конструкції пристроїв та одержання тепла за рахунок гідравлічного удару та кінетичної енергії порожніх деформованих кульок та гідродинамічного опору. Задачею корисної моделі є розробка і створення умов технологічного процесу переробки рідини, наприклад води для підвищення ефективності одержання додаткового тепла. Вирішення поставленої задачі за способом підвищення ефективності одержання тепла, який включає створення потоку рідини та одержання тепла за рахунок гідродинамічного опору, а саме опору тиску та опору тертя рідини, відповідно до корисної моделі, як рідину використовують, наприклад, воду а у потоку рідини утворюють послідовно зони зміни параметрів потоку рідини, а саме, зону збільшення швидкості та зменшення тиску рідини та зону поступового збільшення тиску рідини, при цьому у зоні збільшення швидкості та зменшення тиску рідини утворюють кавітаційні пухирці за рахунок дискретності води та збільшують їх розміри внаслідок зменшення тиску рідини з проникненням до них з прилеглих шарів рідини атомів та складових її молекул, наприклад атомів водню та кисню з води та інших газів, а в зоні поступового збільшення тиску рідини зменшують розміри кавітаційних пухирців та відстані між атомами та складовими молекул рідини головним чином, між атомарним воднем та атомарним киснем та їх взаємодії при критичній відстані між ними у вигляді окисновідновної реакції, яка спричиняє мікровибух з утворенням молекул води та додаткового тепла. Суть корисної моделі пояснюється схемою підвищення ефективності одержання тепла. Спосіб підвищення ефективності одержання тепла складається з утворення потоку рідини 1 ділянка А. Як рідину використовують, наприклад, воду (Н 2О). На ділянці Е завершується технологічний процес одержання додаткового тепла Q. Між ділянками А та Е послідовно розташовані зони (ВС та Д), які є зонами зміни параметрів потоку рідини 1. Так зона ВС(+V, -Р) - зона збільшення швидкості та зменшення тиску рідини 1, а зона Д(+Р) - зона поступового збільшення тиску рідини 1. Зона ВС(+V, - Р) має дві ділянки В(+V) - ділянка збільшення швидкості рідини 1 та ділянка зменшення тиску рідини 1 С(-Р), яка також складається з двох частин С1 та С2. Зона Д(+Р) - зона поступового збільшення тиску рідини 1 має три ділянки Д1, Д2 та Д3. При виконанні технологічного процесу за зазначеним способом підвищення ефективності одержання тепла утворюють кавітаційні пухирці 2 та виділяють атоми та складові молекул рідинні, головним чином атомарний водень 3 та атомарний кисень 4. Згідно з запропонованим способом, підвищення ефективності одержання тепла стає можливим при виконанні наступної послідовності технологічних операцій, а саме утворення потоку рідини 1 (фіг.), при цьому як рідину використовують, наприклад, воду (Н 2О) - ділянка А. Створений потік рідини 1 спрямовують до послідовно розташованих зон ВС(+V, - Р), та Д(+Р), які є зонами зміни параметрів потоку рідини 1. Так ділянка В(+ΔV) зони ВС(+ΔV, - ΔР) являє собою ділянку збільшення швидкості рідини 1, а ділянка С(-Р) цієї ж зони ВС(+V, - Р) є ділянкою зменшення тиску рідини 1, а зона Д(+Р) це зона поступового збільшення тиску рідини 1. На ділянці В(+V) - ділянка збільшення швидкості рідини 1 утворюють кавітаційні пухирці 2. Утворення кавітаційних пухирців 2 відбувається за рахунок того, що вода (рідина) являє собою 1 UA 73983 U 5 10 15 дискретну речовину, яка складається з молекул води та молекул газу, які не поєднані між собою, та внаслідок збільшення швидкості рідини. Таким чином, молекули газу утворюють порожнини зі зниженим тиском, які розтягуються, що і призводить до зменшення тиску в них і появи кавітаційних пухирців 2. Ділянка С(-Р), яка є ділянкою зменшення тиску рідини 1, має дві області С1 та С2 (фіг. 1). В області С1 збільшують розміри кавітаційних пухирців 2 тому, що вони ще знаходяться на ділянці С(-Р) ділянка зменшення тиску рідини 1. В області С2 внаслідок збільшення розмірів кавітаційних пухирців 2 зменшують їх внутрішній тиск і з прилеглих шарів рідини 1 атоми та складові її молекул, наприклад атомарний водень 3 та атомарний кисень 4 проникають до кавітаційних пухирців 2 внаслідок різниці між зовнішнім тиском рідини та внутрішнім тиском усередині кавітаційного пухирця 2. Зона Д(+Р) - зона поступового збільшення тиску рідини 1 має три ділянки Д1, Д2 та Д3. На ділянці Д1 зменшують розміри кавітаційних пухирців 2 та відстані між атомарним воднем 3 та атомарним киснем 4 (фіг. 1) внаслідок поступового збільшення тиску рідини 1. Зменшення розмірів кавітаційних пухирців 2 відбувається завдяки зближенню стінок кавітаційних пухирців 2 зі швидкістю у відповідності до рівняння Рєлея: V  2P  R3  0  1 ,    R3   2 де P - тиск на зовнішній поверхні пухирця, (н/м ); V  20 R0 та R - початковий та текучий радіуси кавітаційного пухирця, (м). Швидкість зближення стінок кавітаційних пухирців 2 зі зменшенням радіуса пухирця V  25 30 35 40 45 50  3  2P  R 0   1 - щільність рідини, (кг/м);   R3     3  2P  R 0   3  1  R    необмежено збільшується, таким чином, разом з цим, на ділянці Д2 продовжують зменшення розмірів кавітаційних пухирців 2 та відстані (- S) між атомарним воднем 3 та атомарним киснем 4, які вже проникли до кавітаційних пухирців 2 в області С2 ділянки С(-Р). На ділянці Д3 відстань (S) між атомарним воднем 3 та атомарним киснем 4 зменшують до критичної (SКРИТ), при цьому прискорення з яким рухаються стінки пухирця 2 до центру також необмежено збільшується що спричиняє ущільнення шару рідини біля стінок пухирця 2, що створює умови, при яких відбувається взаємодія між атомарним воднем 3 та атомарним киснем 4 у вигляді окисновідновної реакції (ОВР), яка спричиняє мікровибух. За формулою Жуковського для води тиск при "схлопуванні" кавітаційних пухирців 2 сягає порядку 4 ГПА (40000атм.). При взаємодії між атомарним воднем 3 та атомарним киснем 4 у вигляді окисновідновної реакції (ОВР) спостерігається синє-голубе світло сонолюмінесценції, що приблизно відповідає теоретичному випромінюванню "абсолютно чорного тіла" при температурі 6000 град. С. На ділянці Е, внаслідок взаємодії між атомарним воднем 3 та атомарним киснем 4 у вигляді окисновідновної реакції (ОВР) при критичній відстані (SКРИТ) між ними, утворюють нові молекули води та одержують додаткове тепло у вигляді: H+H+О = Н2О+Q, де H - атомарний водень; О - атомарний кисень; Н2О - молекула води; Q - додаткове тепло, (кал.). Таким чином, технологія підвищення ефективності одержання тепла складається з окремих операцій, які виконують на відповідних ділянках у такій послідовності: ділянка А - поз. 1 - утворення потоку рідини - (Н2О); ділянка В(+V) - ділянка збільшення швидкості рідини, утворення кавітаційних пухирців поз. 2; область С1 ділянки С(-Р) - область зменшення тиску рідини та збільшення кавітаційних пухирців - поз. 2; область С2 ділянки С(-Р) - область проникнення атомарного водню - поз. 3 та атомарного кисню - поз. 4 до кавітаційних пухирців - поз. 2; ділянка Д1 зони Д(+Р) - ділянка поступового збільшення тиску рідини, зменшення розмірів кавітаційних пухирців - поз. 2, до яких проникли атомарний водень - поз. 3 та атомарний кисень - поз. 4; 2 UA 73983 U 5 10 15 20 ділянка Д2 зони Д(+Р) - ділянка продовження зменшення розмірів кавітаційних пухирців поз. 2 та відстані (-ΔS) між атомарним воднем - поз. 3 та атомарним киснем - поз. 4; ділянка Д3 зони Д(+Р) - ділянка продовження зменшення розмірів кавітаційних пухирців поз. 2 та відстані (-S) між атомарним воднем - поз. 3 та атомарним киснем - поз. 4 та взаємодія між ними у вигляді окисновідновної реакції (ОВР), яка спричиняє мікровибух.; ділянка Е - утворення нових молекул води та одержання додаткового тепла. Увесь наведений перелік операцій по підвищенню ефективності одержання тепла забезпечить виконання поставленої задачі винаходу розробки і створення умов технологічного процесу переробки рідини, наприклад води для підвищення ефективності одержання додаткового тепла. Запропонований спосіб підвищення ефективності одержання тепла є промислово придатний і може бути реалізований в системах теплозабезпечення житлових, суспільних та промислових приміщень, а також для гарячого водопостачання як для побуту, так і для технологічних систем в різних галузях народного господарства. В джерелах інформації спосіб з аналогічними ознаками авторами не виявлено, тому просимо надати правовий захист запропонованому технічному рішенню. Джерела інформації: 1. Патент России № 2159901 Петраков А.Д, Санников С.Т, Яковлев О.П. "Роторный насос теплогенератор". 2. Патент России № 2202743 Петраков Л.Д, Радченко С.М, Яковлев О.П. "Роторный гидроударный насос - теплогенератор". ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Спосіб підвищення ефективності одержання тепла, що включає створення потоку рідини та одержання тепла за рахунок гідродинамічного опору, а саме, опору тиску та опору тертя рідини, який відрізняється тим, що як рідину використовують, наприклад, воду, а у потоку рідини утворюють послідовно зони зміни параметрів потоку рідини, а саме зону збільшення швидкості та зменшення тиску рідини та зону поступового збільшення тиску рідини, при цьому у зоні збільшення швидкості та зменшення тиску рідини утворюють кавітаційні пухирці за рахунок дискретності води та збільшують їх розміри внаслідок зменшення тиску рідини з проникненням до них з прилеглих шарів рідини атомів та складових її молекул, наприклад атомів водню та кисню з води та інших газів, а в зоні поступового збільшення тиску рідини зменшують розміри кавітаційних пухирців та відстані між атомами та складовими молекул рідини головним чином, між атомарним воднем та атомарним киснем та їх взаємодії при критичній відстані між ними у вигляді окисновідновної реакції, яка спричиняє мікровибух з утворенням молекул води та додаткового тепла. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3