Page 210 - Теория кавитации

- под воздействием пониженного давления в вихре (на границе вихря и потока жидкости)
интенсивно образуются и сразу же смешиваются с потоком вращающейся жидкости
кавитационные пузырьки, аккумулирующие энергию в виде сил поверхностного натяжения.
При схлопывании кавитационных пузырьков эта энергия выделяется в виде тепла;
- за счет трения о поверхность вихревой трубы вращающегося потока жидкости
выделяется тепло, передаваемое металлу трубы и жидкости.
4. Вращающаяся жидкость, достигнув гидротормоза, при ударе о его поверхность отдает
в виде тепла часть кинетической энергии, затраченной насосом на образование вращательного
движения. Одновременно в момент удара «схлопываются» кавитационные пузырьки, выделяя
при этом тепло.
5. При достижении жидкостью определенной температуры насос выключается,
жидкость приходит в исходное состояние, и после остывания ее до заданной температуры насос
включается.

1.3 Предварительна оценка энергетической и технико-экономической
эффективности экспериментального вихревого теплогенератора

Как показал, проведенный на первом этапе НИР (за 2015 год), литературный обзор и
анализ научных работ, наиболее обсуждаемыми вопросами являются расчеты по определению
оценки энергетической эффективности вихревых теплогенераторов. Здесь мнение различных
авторов существенно расходятся, несмотря на довольно простоту расчетов. Вводились, помимо
традиционного понятия «КПД» (коэффициента полезного действия), также понятие «КПЭ»
(коэффициент преобразования энергии). Хотя по определению и физической сущности, на наш
взгляд, существенных различий не наблюдается.
Определим КПЭ для двух выше упомянутых вариантов проводимых экспериментов,
согласно полученным данным (таблица 2).
Расчет КПЭ определим по следующей зависимости:

= 1 · 100% (1)
2

где, Q1 – полезная энергия, полученная в системе ВТ, в результате её функционирования, Q2 –
энергия, потребляемая центробежным насосом (ЦН).
Значение Q1 определим по следующей зависимости:

= · · ∆ (2)
1

3
где, с – теплоемкость теплоносителя (для воды – 4,2×10 Дж/кг×К);
m – удельная масса (объем) воды в системе;
Т – разность температуры в системе до и после включения ВТ.
Величину Q2 определяем по формуле:

2 = ·  (3)

где, Р – заданная мощность центробежного насоса (Р=3,7 кВт);
Δt – время работы ЦН.
Таким образом, ниже приведены результаты вычисления для первого варианта испытания:

Таблица 2 – Определим КПЭ для двух выше упомянутых вариантов

209