Некоторые аспекты энергоэффективности кавитационных технологий для автономных систем отопления

К. М. Дюсенов; Б. А. Жакишев; З. К. Саттинова; Д. М. Шарифов

doi:10.34831/EP.2021.84.80.004

Некоторые аспекты энергоэффективности кавитационных технологий для автономных систем отопления

К. М. Дюсенов, Б. А. Жакишев, З. К. Саттинова, Д. М. Шарифов

Аннотация

Рассмотрена эффективность генерации тепла методом вихревой кавитации в системах автономного отопления. Проведен сравнительный анализ эффективности вихревых теплогенераторов (ВТГ) и традиционных систем теплоснабжения - таких, как электрический котел (ТЭН), котлы на органических топливах (уголь, дрова, сжиженный газ, природный газ и дизельное топливо). Приведены расчет затрат на отопление различными системами теплоснабжения и выводы по сравнению с затратами ВТГ. Раскрывается вопрос о нецелесообразности использования ВТГ в системах автономного теплоснабжения. Полученные результаты показывают, что вредный и опасный эффект кавитации можно использовать для нагрева теплоносителя, если сконденсировать каверны в центре сосуда. Подобные устройства уже имеют удачные применения по всему миру.

Ключевые слова

кавитация; вихревой теплогенератор; эффективность; эффект Ранка - Хилша; вихревая трубка

Полный текст:

PDF

Литература

Petkovљek, Martin. Observing the thermodynamic effects in cavitating flow by IR thermography / Martin Petkovљek, Matevz Dular // Experimental Thermal and Fluid Science. - 2017. - V. 88. - Pp. 450 - 460.

Franc, J.-P. (2006) Physics and Control of Cavitation, Design and Analysis of High Speed Pumps // Grenoble, France: RTO-EN-AVT-143, Available at http: //www.rto.nato.int/abstract.asp.

Schneider, B. Cavitation Enhanced Heat Transfer in Microchannels / B. Schneider, A. Kosar, C-J. Kuo, C. Mishra, G. S. Cole, R. P. Scaringe // Peles Y. Journal of Heat Transfer. - Vol. 128 (2006). - Pp. 1293 - 1301.

Дюсенов, К. М. Некоторые аспекты эффективности генераторов теплоты на основе управляемых процессов кавитации / Энергосбережение и водоподготовка. - 2004. - № 4. - Стр. 37 - 38.

Dyussenov K. M. Generation effect of the heating a liquid by means of controlled cavitation / K. M. Dyussenov, E. D. Sergievsky // Boiling Heat Transfer 2006 Proc. 6th International Conf. on Boiling Heat Transfer, pp. 135 - 139.

Устройство для активации и стерилизации жидкости / К. М. Дюсенов // Патент Республики Казахстан № 34445, 2020.

Dyussenov, K. M. Experimental investigation of thermal cavitations' effect / K. M. Dyussenov, A. Adomavichus, V. Grigas // Scientific conference by Investigation and development of power energy. - Kaunas, Lithuania, March, 2006. - Pр. 47 - 51.

Zhou, D. W. Effect of acoustic cavitation on boiling heat transfer / D. W. Zhou, D. Y. Liu, X. G. Hu, C. F. Ma // Journal Experimental Thermal and Fluid Science. - 2002. 26. - Pp. 931 - 938.

Nomura, S. Analysis of an ultrasonic field attenuated by oscillating cavitation bubbles / S. Nomura, M. J. Nakagawa // Acoustic Science & Technology. - 2001. Vol. 22, 4. - Pp. 283 - 291.

Xiulan, J. C. Numerical simulation on enhancement of natural convection heat transfer by acoustic cavitation in a square enclosure / J. C. Xiulan, H. R. Yan, Y. Cheng // J. Applied Thermal Engineering. - 2009. Vol. 29. - Pp. 1973 - 1982.

Loraine, G. Disinfection of gram-negative and gram-positive bacteria using Dyna Jets hydrodynamic cavitating jets / G. Loraine, G. Chahine, C. T. Hsiao, J. K. Choi, P. Aley // Journal Ultrason Sonochemistry. - 2012. Vol. 19(3). - Pp. 710 - 715.

Howard, S. N. Genotypic Variability in Vulnerability of Leaf Xylem to Cavitation in Water-Stressed and Well-Irrigated Sugarcane / S. N. Howard, D. A. Grantz, F. C. Meinzer, G. Goldstein, C. M. Gayle, and C. Crisosto // J. Plant Physiology. - 1992. Vol. 100. - Pp. 1020 - 1028.

Byrne, G. F. Cavitation and resistance to water flow in plant roots / G. F. Byrne, J. E. Begg, G. K. Hansen // Journal of Agricultural Meteorology. 2011. Vol. 18., Issue 1. - Pp. 21 - 25.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2021.84.80.004