новые химические технологии
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ПОИСК    

НА ГЛАВНУЮ 

СОДЕРЖАНИЕ:

НАУКА и ТЕХНОЛОГИИ

Базовая химия и нефтехимия

Продукты оргсинтеза ............

Альтернативные топлива, энергетика ...........................

Полимеры ...........................

ТЕНДЕНЦИИ РЫНКА

Мнения, оценки ...................

Законы и практика ...............

Отраслевая статистика .........

ЭКОЛОГИЯ

Промышленная безопасность

Экоиндустрия .......................

Рециклинг ............................

СОТРУДНИЧЕСТВО

Для авторов .........................

Реклама на сайте ................

Контакты .............................

Справочная .........................

Партнеры ............................

СОБЫТИЯ ОТРАСЛИ

Прошедшие мероприятия .....

Будущие мероприятия ...........

ТЕНДЕРЫ

ОБЗОРЫ РЫНКОВ

Исследование рынка конструкционных полимеров в России
Исследование рынка полиэтиленовых и полипропиленовых листов в России
Исследование рынка ПВХ листов в России
Исследование рынка полиоксиметилена в России
Исследование рынка втулок и плит из полиамида в России
Исследование рынка полиэфирэфиркетона в России
Рынок листов и стержней из ПВДФ
Исследование рынка полиэтиленовых листов и плит в России
Исследование рынка полипропиленовых листов в России
Исследование рынка ПЭТ листов в России

>> Все отчеты

ОТЧЕТЫ ПО ТЕМАМ

Базовая химия и нефтехимия
Продукты оргсинтеза
Синтетические смолы и ЛКМ
Нефтепереработка
Минеральные удобрения
Полимеры и синтетические каучуки
Продукция из пластмасс
Биохимия
Автохимия и автокосметика
Смежная продукция
Исследования «Ad Hoc»
Строительство
In English
  Экспорт статей (rss)

Экоиндустрия

Устройство для вихревой обработки жидкости


Механическое воздействие на жидкость в замкнутом объеме приводит к ее нагреву. Этот закон еще в 1840 х гг. открыли Р. Джоуль и Р. Ю. Майер. Полтора века спустя было установлено, что в тепло может быть превращена не только механическая работа привода, но и – в режиме кавитации – внутренняя энергия жидкости. А температура воды на выходе агрегата, в котором создается такой режим, может не соответствовать энергии привода на нагревание воды. На основе этих эффектов были созданы вихревые нагреватели жидкости (ВНЖ).


 

Только в странах бывшего СССР на вихревые нагреватели жидкости были поданы десятки патентных заявок. Их производит ряд фирм Ижевска, Пензы, Донецка и других городов.

Рабочие процессы ВНЖ объясняются теорией о структурировании жидкости, разработанной киевским профессором И. М. Федоткиным. Статическая диэлектрическая проницаемость, теплоемкость и другие показатели структурированной жидкости существенно отличаются от справочных значений (принятых для жидкости в обычном состоянии). Причина этих отличий – развитая кавитация в рабочем теле (в каждом кубическом миллилитре жидкости содержится до 105 кавитационных каверн диаметром около 10 мкм).

Удельная теплоемкость структурированной воды сопоставима с аналогичным параметром льда (она в два раза меньше удельной теплоемкости обычной, «свободной», воды). Поэтому переход воды в структурированное состояние сопровождается тепловыделением.

Общее количество тепла, вырабатываемого вихревым нагревателем, представляет собой сумму двух составляющих: тепла перехода воды в структурируемое состояние и тепла, полученного преобразованием энергии привода.

Значение первого зависит от интенсивности кавитации, степени различия молярных теплоемкостей воды в свободном и структурированном состояниях, а также начальной температуры воды.

В замкнутой схеме полученное при структурировании жидкости тепло в последующем жидкостью же и поглощается, поэтому эффективность теплогенератора (отношение количества полученной тепловой энергии к количеству затраченной электрической) никогда не превышает единицы.

Но совсем иначе обстоят дела при работе ВНЖ в разомкнутой схеме – от трубопровода проточной воды. Если возвращать в магистраль релаксируемую воду, а в насосный агрегат постоянно подавать свежую, с неиспользованной для тепловыделения внутренней энергией, то эффективность нагревательной системы заметно превысит единицу. Закон сохранения энергии при этом не нарушается: процесс проходит по обратному термодинамическому циклу. Такой режим обеспечивается не только самим вихревым нагревателем, но и отбором тепла, с затратой механической работы, от внешнего низкотемпературного источника – системы водоснабжения.

Недостатки вихревых нагревателей

Известно два типа вихревых нагревателей жидкости – статический и динамический. Статические аппараты не содержат подвижных деталей. Их основные элементы – завихритель и камера с выходным патрубком и тормозным устройством. Они отличаются высокой надежностью в работе, но неэкономичны.

Динамические ВНЖ имеют роторные (перфорированные либо лопаточные) активаторы, жестко скрепленные с приводными валами, а также образованные полостью корпуса неподвижные рабочие камеры с входным и выходным патрубками. Такие агрегаты характеризуются значительно большей эффективностью, но и у них есть свои недостатки.

Общий недостаток всех известных вихревых нагревателей динамического типа – большой момент инерции роторов, кинематически связанных с валом приводного электродвигателя. Например, тульские нагреватели «ТС» нуждаются в энергоемком приводе и дорогостоящей динамической балансировке массивного ротора, выносных подшипниковых опорах с радиальными уплотнениями и аппаратуре плавного пуска. Это сказывается на потребительских качествах теплогенераторов, на их надежности, а также ограничивает область их применения.

Нагрев рабочего тела при автономной работе рассмотренных выше моделей ВНЖ начинается с сетевой температуры – обычно не превышающей 20 оС. Это влечет большие затраты энергии и увеличивает срок окупаемости аппарата.

Новый тип нагревателя

Автором разработан новый тип кавитационно-вихревого нагревателя (патентная заявка РФ
№ 136836), сочетающего преимущества аппаратов статического и динамического типа. Конструкция включает в себя роторный активатор – активную турбину, приводимую прокачиваемой через аппарат жидкостью. В теле активатора размещены вихревые камеры. Имеется и второй ротор – реактивная гидротурбина. Роторы вращаются в противоположных направлениях. В моменты перекрытия вторым ротором срезов части вихревых камер циклически генерируются гидравлические удары. Эти волны перепускаются в тыловые зоны открытых камер. Имеются также дополнительные средства энергообмена роторов с рабочим телом.

Такие конструкционные решения обеспечивают большую амплитуду и широкий частотный спектр колебаний, а также высокую эффективность кавитации при малом гидравлическом сопротивлении. Аппарат лишен главного недостатка динамических ВНЖ – валов с жестко закрепленными на них роторами. Оптимальными по соотношению «себестоимость – эффективность» средствами повышена эффективность и расширены функциональные возможности аппарата.

Среди запатентованных ВНЖ уже известны аппараты, работающие по принципу создания автоколебаний в рабочей камере (например, роторный гидроударный насос-теплогенератор – патент РФ № 2202743). Однако в их конструкциях зона кавитации совмещена с рабочим колесом насоса, что снижает КПД последнего и эффективность всей нагревательной системы.

Рассматриваемая же инновация – основа для создания мини-котельных на базе стандартных насосных агрегатов (область применения – автономное теплоснабжение негазифицированных и удаленных от тепловых сетей объектов), а также мобильных тепловых агрегатов, работающих от двигателя транспортного средства. В последнем случае такие установки, в частности, могут применяться для гидравлического разрыва пласта на нефтяных и газовых промыслах.

Кроме того, аппарат может использоваться в качестве нагревательного элемента, приводимого в действие потенциальной энергией магистрали холодной воды.

Применение в котлах

Еще одно перспективное направление – оснащение для экономии топлива такими вихревыми нагревателями традиционных котлоагрегатов.

В современных паровых котлах рабочее тело питательным насосом прокачивается через экономайзер в зону парообразования. Автор предлагает повысить температуру рабочего тела прямым воздействием штатного питательного насоса.

Согласно изобретению, в паровом котле рабочее тело также прокачивают питательным насосом через экономайзер, где оно нагревается теплом отходящих газов до температуры не ниже 336 оК. Затем его направляют в зону кавитационного и волнового воздействия, которую создает генератор гидравлических ударов. Структурирование питательной воды с высвобождением внутренней энергии приводит к ее скачкообразному закипанию. Схлопывание кавитационных каверн вызывает появление ультразвуковых колебаний, а те в свою очередь – вторичную кавитацию (лавинообразный процесс с положительной обратной связью). При этом дополнительное потребление энергии питательным насосом несопоставимо меньше количества тепла, полученного при высвобождении внутренней энергии рабочего тела.

Обработка мазутной смеси

Еще одно применение: кавитационно-волновая обработка паро-мазутной смеси перед подачей в горелку или камеру сгорания, позволяющая улучшить сжигание тяжелых фракций нефти и снизить эмиссию в окружающую среду вредных веществ. Схема работы аппарата в таком качестве приведена на рисунке вверху. В агрегате имеются системы топок, в которых на водомазутную смесь производится энергоемкое механическое воздействие, а также ультразвуковые форсунки для сжигания мазута.

В заключение следует отметить, что в настоящее время автором разработана конструкторская документация на опытные образцы двух различных типов аппаратов для волновой обработки жидкости (включая применение в качестве вихревого нагревателя). Подписан меморандум о сотрудничестве для реализации данных проектов с одной из московских венчурных инвестиционных структур. Изготовление опытных образцов намечено на первое полугодие 2007 года.

Сергей ГЕЛЛЕР
Энергетика и промышленность России

Версия для печати | Отправить |  Сделать стартовой |  Добавить в избранное

Куплю

19.04.2011 Белорусские рубли в Москве  Москва

18.04.2011 Индустриальные масла: И-8А, ИГНЕ-68, ИГНЕ-32, ИС-20, ИГС-68,И-5А, И-40А, И-50А, ИЛС-5, ИЛС-10, ИЛС-220(Мо), ИГП, ИТД  Москва

04.04.2011 Куплю Биг-Бэги, МКР на переработку.  Москва

Продам

19.04.2011 Продаем скипидар  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем растворители  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем бочки новые и б/у.  Нижний Новгород

Материалы раздела

ТОРГОВЛЯ ЕСВ: отечественная практика
СИСТЕМА ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СЕПАРАЦИИ PREBILGE
БИОГАЗОВАЯ СТАНЦИЯ НА СВИНОМ НАВОЗЕ
ОЧИСТКА ФЕНОЛЬНЫХ СТОЧНЫХ ВОД КОКСОХИМПРОИЗВОДСТВА МЕЧЕЛ-КОКС
КОНТРОЛЬ СОДЕРЖАНИЯ ДИОКСИНОВ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА
БИОГАЗОВАЯ СТАНЦИЯ ЗАПУЩЕНА ВО ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И ПОЛИТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ХРАНЕНИЯ И ЗАХОРОНЕНИЯ ЯДЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ БУРЕНИЯ
НОВАЯ СИСТЕМА ОЧИСТКИ СТОКОВ НА «ЕВРОХИМ-БЕЛОРЕЧЕНСКИЕ МИНУДОБРЕНИЯ»
ПРОБЛЕМА УТИЛИЗАЦИИ БУРОВЫХ ОТХОДОВ
В МОСКВЕ БУДУТ СОБИРАТЬ ОТРАБОТАВШИЕ БАТАРЕЙКИ
BASF ВОШЕЛ В СОВЕТ ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ СТРОИТЕЛЬСТВУ РОССИИ
«ГАЗПРОМ НЕФТЕХИМ САЛАВАТ» - РОСПРИРОДНАДЗОР
СИБУР ОБЯЗАЛИ ЛИКВИДИРОВАТЬ "БЕЛОЕ МОРЕ"
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ВРЕД ОТ СЖИГАНИЯ ПОПУТНОГО ГАЗА
ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ
ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР ДЛЯ УНИЧТОЖЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ОТХОДОВ
ПРАВДА «БЕЛОГО МОРЯ» В ДЗЕРЖИНСКЕ
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОГРАММА ФГУП «ПО «ЗАВОД ИМЕНИ СЕРГО»
НОВЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСТЫ НА «НЕВИННОМЫССКОМ АЗОТЕ»
ПРОЕКТ PHYSALIA ДЛЯ ОЧИСТКИ ГОРОДСКИХ РЕК
ПЛАЗМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ АЛЮМИНИЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ
УПРАВЛЕНИЕ БИООТХОДАМИ В ПРИМОРСКОМ КРАЕ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОЛИГОНОВ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ОТХОДОВ
РЕЗУЛЬТАТЫ МОНИТОРИНГА ПОЧВЫ САО Г.МОСКВЫ
МОДЕРНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ НА «ФОСФОРИТЕ»
О ВРЕДЕ ЧИСТЯЩИХ И МОЮЩИХ СРЕДСТВ
ПРИЧИНЫ ВТОРОГО БЕРЕЗНЯКОВСКОГО ПРОВАЛА
«СИБУР» ОБ ЭКОЛОГИИ
ОБРАЩЕНИЕ С ОТХОДАМИ в САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ
УКРАИНСКИЙ ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ
ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА
ADAPTIVEARC – технология плазменной утилизации ТБО
ВЛИЯНИЕ СТИРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ НА ЭКОЛОГИЮ
ЭКОБИОСОРБЕНТЫ ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ НЕФТЕРОЗЛИВОВ
УПРАВЛЕНИЕ ТБО В ТУРИСТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ ОЗЕРА БАЙКАЛ
ТЕХНОЛОГИИ IPCO ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ТОПЛИВНЫХ ПАРОВ
РЕГЛАМЕНТАЦИЯ ХРАНЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ В МОСКВЕ
ФОСФОГИПС ВМУ - безопасен
НОВЫЙ ПОЛИГОН ДЛЯ ОТХОДОВ КОВДОРСКОГО ГОКА
«БЕЗОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»: комплекс термического обезвреживания медицинских отходов
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ «ПАРТОМЧОРР»
МОДЕРНИЗАЦИЯ АММИАЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА КЧХК
О ХОДЕ КАПРЕМОНТА НА ВМУ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ «НЕВИННОМЫССКОГО АЗОТА» ВЫРАСТЕТ В 3 РАЗА

>>Все статьи

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Copyright © Newchemistry.ru 2006. All Rights Reserved