Солевая батарея своими руками

Солевая батарейка

Сделайте солевую батарейку своими руками!

Проведите этот опыт с нашей подпиской!

Этот эксперимент, как и Жидкие провода, входит в набор Солевая батарейка. Подпишитесь и получите всё, что понадобится для проведения этого эксперимента дома.

Реагенты

  • Оксид марганца(IV)
  • Хлорид аммония
  • Графит

Безопасность

  • Перед началом опыта наденьте защитные перчатки и очки.
  • Проводите эксперимент на подносе.
  • Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
  • Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
  • Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 10 лет.
  • Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
  • Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
  • Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
  • Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
  • Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.
  • В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
  • В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
  • В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
  • В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
  • В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
  • В случае травм всегда обращайтесь к врачу.
  • Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
  • Данный набор опытов предназначен только для детей 10 лет и старше.
  • Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
  • Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
  • Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
  • Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Часто задаваемые вопросы

Все эти предметы должны плотно сидеть в трубке. Не надо бояться надавить посильнее! Вы также можете взять другой графитовый электрод или ватный цилиндр или обратиться к взрослому за помощью!

Что душе угодно!

Убедитесь, что болт прикасается к металлической лапке, а графитовый электрод с другого конца батарейки — к металлической пластинке в часовом механизме.

Если вы собрали две батарейки и с помощью держателя подключили их к светодиоду, а он почему-то не загорается — не беспокойтесь! Скорее всего, это легко поправить.

Во-первых, попробуйте переподключить провода. Через светодиод электрический ток может проходить только в одном направлении. Убедитесь, что крокодилы подсоединены к металлу, а не к изоляционному материалу.

Теперь проверьте все соединения: компоненты электрической цепи должны быть надежно соединены. Болт должен касаться пружинок в держателе, а графитовые электроды в противоположных концах батареек — металлических частей в корпусе держателя. Наконец, проверьте, чтобы провода были крепко подсоединены к светодиоду и держателю.

Если ничего из этого не помогло, подключите другой светодиод или соберите новую батарейку.

Мы не советуем подключать к светодиоду из набора обычные батарейки. Светодиод может перегреться или светиться с перебоями.

Другие эксперименты

Пошаговая инструкция

Смешайте оксид марганца(IV) MnO2 с графитом C. MnO2 будет перетягивать электроны от цинка Zn, а графит будет проводником электронов по смеси.

Вставьте графитовый электрод в силиконовую трубку, которая послужит корпусом для батарейки.

Высыпьте немного смеси оксида марганца(IV) MnO2 и графита C в трубку.

Вставьте ватный цилиндр в трубку и смочите его раствором хлорида аммония NH4Cl. Затем закройте батарейку оцинкованным болтом.

Цинк Zn хорошо отдает электроны e − . Электроны заряжены отрицательно, и именно поэтому конец с Zn нужно пометить зарядом «−». MnO2 охотно забирает те электроны, с которыми расстается цинк, поэтому другой конец будет с отметкой «+». Только вот электроны не могут пройти сквозь вату с раствором NH4Cl — они идут по другому пути.

Одной этой батарейки будет достаточно, чтобы часы заработали! Украсьте циферблат рисунком на свой вкус.

В отличие от раствора NH4Cl, часовой механизм электроны через себя. Это путешествие электронам нужно будет «отработать»: именно благодаря им и крутятся шестеренки часов. По похожему принципу работают все электрические устройства.

ы можете собрать вторую батарейку, повторив шаги 2–5, и использовать их обе, чтобы зажечь светодиод.

Утилизация

Твердые отходы эксперимента и реагенты утилизируйте вместе с бытовым мусором. Растворы слейте в раковину и затем тщательно промойте ее водой.

Что произошло

Получается, что электроны просто переходят от Zn к MnO2. Так может, достаточно просто погрузить положительно заряженный провод светодиода в порошок MnO2 , а отрицательно заряженный провод приложить к цинку , и все заработает? Как бы не так!

Как только цинк Zn теряет электроны e − , он приобретает положительный заряд и сразу же хочет притянуть электроны обратно! Поэтому так важно использовать раствор хлорида аммония NH4Cl в воде H2O . Именно он поможет цинку избавиться от заряда и «желания» вернуть электрон.

Металлический Zn превращается в положительно заряженные ионы цинка Zn 2+ , которые переходят в раствор, таким образом «обнуляя» заряд на цинке. Нечто похожее происходит и с MnO2 , который притягивает к себе электроны e − . Чтобы освободиться от заряда, он отдает кислород O воде H2O . Так образуются гидроксид-ионы OH − . И Zn 2+ , и OH − заряжены, но, в отличие от электронов, они без затруднений могут перемещаться в растворе. Поэтому они постепенно распространяются по вате с NH4Cl, делая раствор равномерно незаряженным.

Как работают солевые батарейки?

Такие батарейки (также известные как марганцево-цинковые элементы или элементы Лекланше) являются химическими источниками электрического тока благодаря происходящей в них окислительно-восстановительной реакции (ОВР). Реакция происходит между оксидом марганца(IV) MnO2 и цинковым порошком Zn. В такой реакции происходит перемещение электронов от одного участника реакции (восстановителя) к другому (окислителю).

Наша батарейка поделена на две части, разделенные ватой: в одной части находится окислитель MnO2, а в другой — восстановитель Zn. Когда батарейка ни к чему не подключена, эти разделенные вещества не могут взаимодействовать друг с другом. Но как только мы подключаем крокодилы к светодиоду, цепь замыкается и начинается реакция: электроны переходят от цинка к марганцу. Они проходят от болта сквозь пружинки, затем по черному проводу к светодиоду (который загорается!) и продолжают свой путь по красному проводу и графитовому электроду к части батарейки с оксидом марганца(IV) MnO2.

Зачем нужен графитовый порошок?

Батарейка работает только тогда, когда у электрического тока нет препятствий. Поэтому все компоненты внутри батарейки должны хорошо проводить электричество.

В отличие от графита, оксид марганца(IV) MnO2 сам по себе плохой проводник, но вот смесь MnO2 и графитового порошка является достаточно хорошим проводником для такой батарейки.

Зачем нужен раствор NH4Cl?

По мере того как электроны переходят от цинка к оксиду марганца(IV), в последнем создается избыток электронов и наоборот, у цинка возникает нехватка электронов. Это всё необходимо сбалансировать, чтобы батарейка надежно работала продолжительное время.

Хлорид аммония NH4Cl в первую очередь является источником протонов H + , которые выравнивают избыток электронов в части с оксидом марганца(IV) MnO2.

А вот хлорид-ионы Cl − решают проблему нехватки электронов у цинка.

Еще на стороне цинка в результате всей этой реакции возникают ионы цинка Zn 2+ , которые легко образуют в этих условиях нерастворимые соединения. Если этих соединений станет слишком много, электрический ток просто не сможет проходить! И тут тоже помогает хлорид аммония: аммиак NH3, полученный в ходе реакции, образует водорастворимое соединение с Zn 2+ , и теперь ход электрического тока ничем не затруднен.

Это интересно

Из чего сделаны обычные батарейки?

Батарейки могут иметь разную структуру, но по большей части всё зависит от электролита. Как мы уже знаем, в состав солевых батареек входит хлорид аммония NH4Cl — соль, которая и дала этому типу бытовое название. А вот алкалиновые (щелочные) батарейки содержат щелочь, а точнее гидроксид щелочного металла (лития, натрия или калия). Причем гидроксид калия KOH используют чаще всего. Кстати, алкалиновые батарейки работают дольше, чем солевые.

Обратите внимание на маркировку корпуса — обычно это одна-две буквы и цифры. Если видите букву R, значит батарейка солевая, а если LR, то алкалиновая. Литиевые батарейки помечают буквами CR. Ну а если там SR или PR, значит вам повезло найти редкую серебряную или воздушно-цинковую батарейку! Идем дальше. Рядом с буквой увидите одну или две цифры — так производители обозначают форму и размер. На «пальчиковых» батарейках (АА) пишут 03, а на «мизинчиковых» (ААА) пишут 6. Например, у щелочной батарейки AA будет маркировка LR03.

Вообще, солевыми батарейками можно зарядить любое устройство. Вот только маленькой батарейки не хватит, чтобы зарядить, скажем, холодильник или стиральную машину. Зато фонарики, игрушечные машинки, наручные и комнатные часы солевым батарейкам вполне по силам!

Солевой батарейкой, которую мы собрали, можно зарядить светодиодный фонарик, наручные часы или небольшой калькулятор. Для исправной работы таким устройствам нужно совсем немного электричества.

Энергии, которую дает батарейка, похожая на нашу, обычно достаточно для 2–3 часов непрерывной работы светодиода. А если постараться и собрать ее с особой точностью, заряда хватит на целых 10–12 часов!

С точки зрения химии, эти батарейки абсолютно одинаковые! Основное различие лишь в структуре. В магазинной солевой батарейке более тонкие окислительные (MnO2) и восстановительные (Zn) слои. А еще у нее бо́льшая поверхность мембраны (в нашем случае — ватный цилиндр). В отличие от нашей, такая батарейка дает более сильное напряжение и может заряжать больше устройств, например мощный фонарик, ТВ-пульт, игрушку, компьютерную мышь. Кроме того, такая батарейка герметична, а значит из нее не будет испаряться электролит (раствор хлорида аммония NH4Cl). Кстати, если бы не это испарение, наша батарейка служила бы дольше.

Подпишитесь на наборы MEL Chemistry и проведите эти опыты у себя дома!

holger › Блог › Соляная лампа своими руками 🙂

Всем доброго времени. После поездки на море в Крым, а особенно после посещений соляного озера близ г.Саки, стал замечать что дети стали спать спокойно и перестали сопеть. Но приехав обратно домой, дети снова засопели по ночам. Конечно морского воздуха мне не привезти сюда, но есть решение — соляная лампа! Это конечно не галокамера и не морской воздух, но все же определенно их подобие 🙂 Решил купить. Но боже какие цены у нас! Барыги одним словом. Принял решение сделать сам. Заехал в магазин где торгуют все для бани. Купил 5 пластов гимолайской соли и за пару вечеров собрал лампу. Смотрим 🙂

Ну и о результате. На третьи сутки дети стали спать спокойно, без сопения. Лично мое мнение — работает чертовка ! Хотя были большие сомнения в ее эффективности 🙂

П.С. Немного инфы из интернета:

ПОЛЕЗНОЕ ДЕЙСТВИЕ СОЛЯНОЙ ЛАМПЫ.

Соляная лампа благотворно влияет на здоровье: укрепляет иммунитет и повышает жизненный тонус, гармонизирует психику, повышает сопротивляемость организма к различным заболеваниям, весьма полезна в борьбе со стрессами, нервными потрясениями, наполняет дом привлекающей удачу позитивной энергией придает особое очарование любому интерьеру.

Рекомендуют использование соляных ламп для общего укрепления организма, при заболеваниях бронхиальной астмой и другими заболеваниями органов дыхания, для нормализации кровяного давления, для людей генетически предрасположенных к различным формам аллергии и кожным заболеваниям.

Помимо вышеперечисленных свойств, соляная лампа обладает рядом других качеств: способствует спокойному сну у детей; уменьшает влияние электромагнитных полей, излучаемых компьютером и другими бытовыми приборами; снимает усталость; способствует расслаблению и восстанавливает душевное спокойствие; в местах повышенной влажности предотвращает появление плесени; устраняет неприятные запахи; является прекрасным украшением и дополнением любого интерьера.

Кроме того, кристаллическая соль значительно помогает в лечении многих болезней. Биоэнерготерапевты и литотерапевты рекомендуют оздоравливающее влияние кристаллов соли, чтобы поддержать лечение аллергии, системных респираторных и кровяных болезней. Они часто используются при лечении ревматизма. Лечебные особенности соли были доказаны тем, что рабочие в соляных шахтах очень редко страдают системными заболеваниями воздушных дыхательных путей.

Многообразием оттенков соляные лампы обязаны всевозможным примесям, инородным телам, таким как, например, минералы и водоросли, которые спрессовались с морской солью еще в период образования горной породы. Наукой установлено, что каждый цвет оказывает особое воздействие. Так, растения растут лучше, если их освещают красным, оранжевым или желтым светом. Предполагают, что указанные цвета (для соляных ламп — самые распространенные) оказывают столь же позитивное влияние и на человеческое развитие — психическое и физическое.

Читайте также:  Скалярное магнитное поле и униполярная индукция (эксперименты по Свободной энергии)

Красивые и богатые цвета соляных ламп разрешают использовать метод хроматотерапии. Успокаивающий свет соляных ламп помогает снять раздражение, усталость после рабочего дня и победить бессонницу.

Выявлены следующие взаимосвязи:

оранжевый — возбуждает, вызывает чувство близости и защищенности, устраняет шоковые состояния и травмы, лечит нервы и психику, активизирует почки и мочевой пузырь;
желтый — усиливает сообразительность и интеллект, оказывает стимулирующее воздействие на печень, желчный пузырь и поджелудочную железу;
красный — укрепляет сердце и стимулирует кровообращение, благодаря чему усиливает жизненную энергию;
розовый — содействует любви и партнерству, делает человека более эмоциональным;
белый — цвет безупречной чистоты, лечения, очищения и дезинфекции;
коричневый — усиливает связь с Землей, дает здоровье и помогает человеку покоиться в своей середине.
Лампа из каменной соли является необычной не только вследствие присутствия оксида железа, придающего ей такой приятный розоватый оттенок, но и благодаря целому комплексу сопутствующих минералов, общее содержание которых варьируется здесь от двух до четырех процентов. В ее состав входят: глина, ангидрит, гипс, кварц, углеводород (в жидком и газообразном состояниях), а также калий, магний, железо, кальций, цинк, углерод, бром, йод и селен.

Применение каменной соли в медицинских и профилактических целях непосредственно связано с ее способностью постоянно испускать отрицательно заряженные ионы (под воздействием естественной влажности воздуха происходит очень медленное растворение-гидратация). Излучаемые солью отрицательные ионы Na, CI, J полезны не только своими химическими свойствами, но также и тем, что, связываясь с положительно заряженными ионами, которые имеют техногенную природу и представляют угрозу для здоровья, они очищают воздух и нормализуют микроклимат в помещениях. Другими источниками отрицательных ионов являются водоемы (сюда же относятся домашние фонтаны и аквариумы) и растения. Самая высокая концентрация отрицательных ионов отмечается на море, высоко в горах, лесах и речных поймах. Благодаря некоторым особенностям строения кристаллической решетки соль также нейтрализует вредное влияние электромагнитного излучения, производимого работой бытовой и промышленной техники.

Радиологические исследования каменной соли показали, что подобно горному хрусталю, она излучает положительную энергию, принадлежит к числу так называемых “теплых минералов”.

Гелио- и фототерапия (лечение солнцем и лечение светом) сегодня получили довольно широкое распространение. Солнечный свет ускоряет обмен веществ, стимулирует иммунную систему, успокаивает нервы и повышает настроение. Теми же свойствами, только меньшей интенсивности, характеризуется и электрический свет.

Сделанная из природного кристалла соли, она является естественным воздушным ионизатором, который эффективно повышает количество отрицательных ионов в помещении. Эффект воздушного ионизирования порождается из физических и химических особенностей кристалической соли, обусловленных формированием этого минерала 250 миллионов лет назад в условиях древних морских лагун.

Расскажу, как солевую лампу создать и как с помощью соли здоровье укреплять

Хочу уделить внимание целебным свойствам всем знакомой соли.

И хоть твердят, что соль — белая смерть, без нее, увы, не обойтись. Недаром и пот, и моча, и слезы, выделяемые человеком, соленые, да и в нашей крови находится 0,9% соли. Без нее человек уже на 3-4 сутки слабеет, поэтому при чрезмерном потении, когда вместе с потом из организма уходит соль, рекомендуется пить подсоленную воду.

Сегодня очень популярно лечение в условиях микроклимата соляной шахты, то есть в спелеосанатории. Там с успехом лечат бронхиальную астму, бронхит, хроническую пневмонию, аллергический ринит, атопический дерматит, среднетяжелую форму псориаза, заболевания щитовидной железы, солетерапия способствует повышению иммунитета, а также разглаживанию морщин. Конечно, многие люди по разным причинам не могут приехать в спелеосанаторий и оздоровиться, поэтому я хочу рассказать, как можно самостоятельно создать солевую лампу и как с ее помощью усмирять упомянутые выше недуги.

Большую солевую лампу можно приобрести и в специальном магазине, но она стоит недешево, так что лучше сделать ее самому, тем более что каждый при создании такой лампы вкладывает в нее свою энергетику, свою силу и искреннюю веру в исцеление.

Так вот, чтобы создать солевую лампу, надо в однолитровый высокий чугунок насыпать на дно слоем в 1 см мелкой соли типа «Экстра». Далее в отдельной посуде смешать по объему 1 часть соли «Экстра» с 10 частями крупной, лучше морской, соли и слегка сбрызнуть все водой. Уложить в чугунок слоем в 1 см приготовленную солевую смесь, поставить в центре чугунка стакан и медленно, утрамбовывая послойно, уложить вокруг него влажную смесь солей. Дойдя до верха чугунка, необходимо обстучать его по кругу, чтобы соль еще больше утрамбовалась, досыпать чугунок солью и еще раз ее утрамбовать. После этого поставить посуду на очень медленный огонь, лучше с рассеивателем пламени, налить в стакан воду и выдержать 2-3 часа. Лампа готова. Когда содержимое чугунка остынет, тихонько обстучать его и вынуть лампу из формы. Любым сверлом или гвоздем аккуратно проделать в центре купола лампы отверстие, поставить ее на 3-4 спичечных коробка или кусочка дерева, зажечь в центре лампы свечу и вдыхать исходящие от лампы солевые ионы. Выполнять процедуры несколько раз в день до стабильного улучшения состояния здоровья. При создании лампы обязательно пребывать в хорошем и радостном настроении. Тогда этот положительный заряд эмоций запомнится солью и будет наполнять здоровьем ваш дом.

Вообще, чтобы не болеть, у человека должно быть здоровым не только тело, но и биополе. И если оно в норме, то никакие заболевания, а также сглаз, то есть негативная энергетика, не страшны. Нормализовать биополе тоже поможет соль. Надо 0,5 кг каменной соли растворить в 2 л воды, довести раствор до кипения, проварить на слабом огне, периодически снимая пену, сливая грязную воду и добавляя чистую, и, когда вода почти полностью выкипит, соль готова к применению.

Если почувствуете упадок сил или захотите нормализовать артериальное давление при гипертонии, советую растворить в 30-50 мл водки 1 ч.л. приготовленной соли и тут же выпить раствор. Перемешивать соль долго по часовой стрелке, читая при этом «Отче наш». При этом у вас обязательно должен быть позитивный настрой. Если вся соль в водке не растворится, не страшно. После употребления раствора надо 5-10 минут полежать, глубоко вдыхая воздух носом и интенсивно выдыхая его ртом. Глаза при этом должны быть закрыты. Поднявшись, прокалите соль на сухой сковороде, поместите ее в мешочки из льняной ткани и приложите их к подошвам. Если мешочки очень горячие, завернуть их в полотенце. По мере остывания раскутывать. Вскоре почувствуете прилив сил и забудете о приступе гипертонии.

Чтобы уберечься от сглаза, повысить иммунитет, очистить организм от шлаков и токсинов, рекомендую применить растирание смесью соли с медом. Надо 200 г натурального качественного меда и 300 г подготовленной соли тщательно, не спеша, перемешать до консистенции мази, поместить ее в стеклянную банку, предварительно завернутую в пищевую фольгу, и поставить на хранение в холодильник. При приготовлении мази нужно избавиться от всякого негатива и читать «Отче наш». Растираться мазью после принятия горячего душа. Не вытираться, а лишь слегка промокнуть тело махровым полотенцем. Наносить мазь медленно, тщательно втирая в кожу, минуя подмышки, пах и лицо. Проводить процедуру, не выходя из ванной комнаты. Через 5-10 минут после втирания мази вы ощутите в теле пощипывание и покалывание. Это означает, что мазь начала работать. Нужно потерпеть еще 3-5 минут, а затем смыть все водой комнатной температуры и минимум 40 минут полежать. Во время лежания полностью расслабиться и постараться настроиться на позитив, думая о чем-то светлом и радостном.

Подружитесь с солью, недаром ведь Иисус говорил своим ученикам: «Вы — соль земли», то есть сильные, добрые, надежные люди, любящие свой народ и свою землю.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Солевые батарейки

Повсеместное использование потребителем мелкой бытовой техники влечет за собой потребность в источниках питания, или цепи одиночных гальванических элементов, которые в быту называются батарейками. Их первое появление произошло в 1800 году, благодаря итальянскому физику Алессандро Вольта. Они различаются по габаритным размерам и форме, напряжению, емкости, типу элемента питания. Широкое распространение на рынке малой техники и электроники получили щелочные и солевые батарейки.

Что такое солевые батарейки?

Солевые батареи — источники электрического тока, возникающего в простейшем устройстве благодаря химической реакции. Иногда их называют карбон цинковые батарейки или карбоновые. Вид элементов считается наиболее дешевым, но с малой энергоемкостью, поэтому хорошо подходят для маломощных устройств. В приборах с высоким энергопотреблением, либо с характерными скачками тока нагрузки и температуры, они проработают недолго, поэтому не используются.

Обозначение солевых элементов питания

Обозначение солевых батареек принято по нескольким стандартам:

  1. Американская система классификации.
  2. Международная система (IEC).
  3. Межгосударственный стандарт (ГОСТ).
Американская система классификацииМеждународная классификация IECГОСТРазмер, ммЕмкость, мАч
AR2317х50
AAR631614,5х50,51100
AAAR0328610,5х44,5540
CR1434326,2х503800
DR2037334,2х61,58000
FR2533х91
1/2AAR1425031214,5х25250
R10R1033221,5х37,31800

Например, маркировка солевой батарейки R 6 означает: круглая, цилиндрической формы, пальчиковая, солевой тип элемента, габаритных размеров 14,5х50,5, емкостью 1100 мАч. Стандартное напряжение — 1,5V. По обозначению R — солевая, которое наносится на этикетку корпуса, видно как отличить солевые батарейки от других разновидностей элементов питания (щелочных или литиевых).

Конструкция и состав

Устройство солевой батарейки достаточно простое и представляет собой:

  1. Катод — он же корпус солевой батарейки сделан из цинка, с улучшенными антикоррозийными свойствами и высокой степенью очистки (минус).
  2. Анод — агломерат, изготовлен методом прессовки, с пропиткой электролитом (плюс).
  3. Электролит — хлорид аммония либо хлорид цинка, с добавлением загустителя (крахмал).
  4. Угольный токовод — проходит по центру, обработан парафиновым составом.
  5. Газовая камера — находится вверху, предназначена для сбора газов от химической реакции.
  6. Прокладка — расположена в верхней части, выполняет функцию герметика.
  7. Защитный футляр — картонный или жестяной для защиты от коррозии, протечек электролита.

Рассмотрим состав солевой батарейки с точки зрения химии:

  1. Катод — высоко очищенный цинк, стойкий к коррозии.
  2. Анод — смесь MnO2, графита, пропитка электролитом.
  3. Электролит – хлорид аммония, либо хлоридно-цинковая смесь с хлоридом кальция.

Какие батарейки лучше солевые (1) или щелочные (2)?

Сравнение можно провести в виде таблицы, где хорошо видны преимущества либо недостатки разных типов элементов:

Параметры сравнения12
Температурные режимы, условия эксплуатацииСнижается качество работы при низких температурах, не выдерживают скачки токаХорошо работают при низких температурах — до — 20 о , легко переносят перепады, не боятся резкого повышения тока нагрузки
Срок годности2-3 года5 лет
ПрименениеПодходят для использования в приборах с малым током потребленияПодходят для работы в технике со средним и высоким потреблением энергии
Приборы, технические устройстваБудильники, настенные часы, пульты ДУ, мини фонари, несложные игрушкиПлееры, фонари, музыкальные игрушки, диктофоны, тонометры

Выбирая источник питания для прибора с определенными требованиями эксплуатации, нужно знать, как отличить солевую батарейку от щелочной. Если солевая маркируется буквой R, то на щелочных перед ней добавляется буква L – LR.

Выводы и рекомендации

Источник питания этого типа имеет более легкий вес, бюджетную цену. Но срок годности солевых батареек не велик — от 2 до 3 лет, и в процессе хранения может наступить частичный саморазряд, а при использовании — во время резкого скачка тока. Поэтому, учитывая довольно слабые характеристики, но относительно низкую стоимость можно легко приобрести несколько комплектов элементов питания про запас.

Невысокая емкость солевой батарейки (в 2 – 3 раза меньше, в отличие от других видов), ограничивает их использование простыми приборами с малым током нагрузки.

Можно ли заряжать солевые батарейки определить просто: на корпусе устройства, предназначенного для зарядки – аккумулятора, указана его емкость в мАч. Если такой величины нет, то это обычная батарейка, и несмотря на многочисленные советы умельцев, этого делать не стоит, зарядка не даст продолжительного ожидаемого эффекта, либо может привести к несчастному случаю из-за перегревания корпуса и протечки электролита. При необходимости иметь более надежный источник энергии на длительный срок, лучше потратиться на щелочной аналог либо аккумулятор.

Интересный факт: солевая батарея своими руками может быть изготовлена очень просто. Потребуются монеты по 50 копеек, фольга, бумага, раствор соли. Монеты перед работой лучше окунуть в уксусный раствор для очистки поверхности от налета и загрязнений. Собираем устройство: монетка, смоченная в растворе соли бумага, фольга. Повторяем таким образом несколько раз, получив столбик, на одном конце монета (плюс), на другом — фольга (минус). Ток возникает из-за разности потенциалов, создаваемой электролитом (раствором соли) между металлом фольги и монеты. Такое изобретение получило название Вольтов столб, величина напряжения которого напрямую зависит от количества примененных монет: чем их больше, тем выше напряжение удастся получить. Но после эксперимента монеты уже не пригодны, они будут иметь налет ржавчины.

Вихревой теплогенератор своими руками. Вихревые теплогенераторы

Вихревые теплогенераторы – это устройства, с помощью которых можно довольно просто обогревать жилое помещение. Достигается это только за счет использования электродвигателя, а также насоса. В целом данное устройство можно назвать экономичным, и больших затрат оно за собой не влечет. Стандартная схема подключения вихревого теплогенератора подразумевает использование насоса циркуляционного типа. В верней части должен располагаться обратный клапан. За счет этого расширительный бак способен выдерживать большое давление.

Отопительные приборы для обогрева могут использоваться разнообразные. Наиболее часто применяются радиаторы, а также конвекторы. Также неотъемлемой частью системы любой модели принято считать блок управления с термодатчиком и грязевиком. Чтобы собрать вихревой теплогенератор своими руками, необходимо более подробно ознакомиться с наиболее известными его модификациями.

  1. Модель с радиальной камерой
  2. Теплогенераторы вихревого типа с С-образной камерой
  3. Теплогенераторы вихревого типа Потапова
  4. Сборка модели на два выхода
  5. Теплогенераторы вихревого типа на три выхода
  6. Модель с коллектором
  7. Теплогенераторы вихревого типа с тангенциальными каналами
  8. Применение однонаправленных закруток
  9. Использование кольцевых втулок
  10. Модификация с приводным механизмом

Модель с радиальной камерой

Изготовить с радиальной камерой вихревой теплогенератор своими руками (чертежи и схемы показаны ниже) довольно сложно. В данном случае ротор необходимо подбирать мощный и максимальное давление он обязан выдерживать не менее 3 бар. Также следует изготовить корпус для устройства. Толщина металла обязана составлять как минимум 2,5 мм. При этом выход в диаметре должен равняться 5,5 см. Все это позволит успешно приварить устройство к патрубку.

Выходной клапан располагается в приборе не сильно далеко от края фланца. Также следует подобрать для модели улитку. Как правило, в данном случае она используется стального типа. Для того чтобы она стерлась, ее концы необходимо заранее обточить. Уплотнитель в этой ситуации можно использовать резиновый. Минимум его толщина должна составлять 2,2 мм. Диаметр выхода, в свою очередь, приветствуется на уровне 4,5 см. Отдельно необходимо уделить внимание диффузору. При помощи данного устройства теплый воздух попадает в камеру. Отличается радиальная модификация тем, что у нее имеется множество канальцев. Самостоятельно их нарезать можно при помощи станка.

Теплогенераторы вихревого типа с С-образной камерой

Изготавливается с С-образной камерой вихревой теплогенератор своими руками для дома при помощи сварочного аппарата. В данном случае необходимо в первую очередь собрать корпус под улитку. При этом крышка должна отсоединяться отдельно. Для этого некоторые специалисты советуют нарезать резьбу. Диффузор используется небольшого диаметра. Уплотнитель применяется только у выходного отверстия. Всего клапанов в системе должно быть предусмотрено два. Закрепить улитку на корпусе можно при помощи болта. Однако важно зафиксировать на ней защитное кольцо. Выходное отверстие от ротора обязано располагаться на расстоянии около 3,5 см.

Теплогенераторы вихревого типа Потапова

Собирается вихревой теплогенератор Потапова своими руками при помощи ротора на двух дисках. Минимум его диаметр обязан составлять 3,5 см. При этом статоры чаще всего устанавливаются чугунного типа. Корпус для устройства можно подобрать стальной, однако толщина металла в данном случае минимум обязана составлять около 2,2 мм. Кожух для вихревого теплогенератора подбирается толщиною примерно 3 мм. Все это необходимо для того, чтобы улитка над ротором сидела довольно плотно. При этом зажимное кольцо важно использовать также плотное.

На выходе устанавливается кожух, однако его толщина обязана равняться примерно 2,2 мм. Для того чтобы закрепить кольцо, необходимо использовать втулку. Штуцер в данном случае должен находиться над улиткой. Диффузоры для этого устройства используются самые простые. При этом клапанов механизме имеется только два. Один их них обязан располагаться над ротором. При этом минимальный зазор у камеры должен составлять 2 мм. Крышка чаще всего снимается по резьбе. Электродвигатель для устройства подирают мощностью не менее 3 кВт. За счет этого предельное давление в системе способно возрасти до 5 бар.

Сборка модели на два выхода

Сделать вихревой кавитационный теплогенератор своими руками можно с электродвигателем мощностью около 5 кВт. Корпус для устройства необходимо подбирать чугунного типа. В данном случае минимальный диаметр выхода обязан составлять 4,5 см. Роторы для этой модели подходят только на два диска. При этом статор важно использовать ручной модификации. Устанавливается он в вихревом теплогенераторе над улиткой.

Непосредственно диффузор целесообразнее использовать небольшой. Обточить его при желании можно с трубы. Прокладку под улитку лучше использовать толщиною около 2 мм. Однако в данной ситуации многое зависит от сальников. Устанавливать их надо сразу над центральной втулкой. Для того чтобы воздух быстро прогонялся, важно сделать дополнительную стойку. При этом крышка для устройства подбирается на резьбе.

Теплогенераторы вихревого типа на три выхода

Собирается на три выхода вихревой теплогенератор своими руками (чертежи показаны ниже) так же, как предыдущая модификация. Однако разница заключается в том, что ротор для устройства необходимо подбирать на одном диске. При этом клапанов в механизме чаще всего используются три. Сальники для набивки применяются только в крайнем случае.

Некоторые специалисты также советуют использовать пластиковые уплотнители для улитки. По влагозащищенности они подходят идеально. Также следует под крышкой устанавливать защитное кольцо. Все это необходимо для того, чтобы уменьшить износ штуцера. Электродвигатели на вихревые теплогенераторы в основном подбираются с мощностью около 4 кВт. Муфта должна быть предусмотрена довольно упругая. Также напоследок следует отметить, что у основания улитки устанавливается фланец.

Модель с коллектором

Собирать с коллектором вихревой теплогенератор своими руками необходимо с подготовки корпуса. В данном случае выходов должно быть предусмотрено два. Дополнительно следует аккуратно обточить входное отверстие. Крышку в этой ситуации важно подбирать отдельно с резьбой. Электродвигатели с коллектором в основном устанавливают средней мощности. В такой ситуации расход электроэнергии будет незначительный.

Улитка подбирается стального типа и устанавливается сразу на прокладку. Для того чтобы подогнать ее под выходное отверстие, лучше всего воспользоваться напильником. При этом для сооружения корпуса необходимо иметь сварочный инвертор. Коллектор, так же как и улитка, должен стоять на прокладке. При этом втулка закрепляется в модели при помощи зажимного кольца.

Теплогенераторы вихревого типа с тангенциальными каналами

Чтобы собирать с тангенциальными каналами вихревые теплогенераторы своими руками, необходимо подобрать в первую очередь хороший уплотнитель. Благодаря этому устройство максимально долго будет держать температуру. Двигатель чаще всего монтируется мощностью около 3 кВт. Все это дает хорошую производительность, если правильно установить улитку и диффузор.

Подгоняется сальник в данном случае до самого ротора. Для того чтобы его закрепить, многие специалисты рекомендуют пользоваться двухсторонними шайбами. При этом зажимные кольца также устанавливаются. Если втулка для штуцера не подходит, то ее можно обточить. Сделать камеру с каналами есть возможность резаком.

Применение однонаправленных закруток

Собираются с однонаправленными закрутками вихревые теплогенераторы своими руками довольно просто. В данном случае работу необходимо стандартно начинать с подготовки корпуса устройства. Многое в этой ситуации зависит от габаритов электродвигателя. Коллекторы, в свою очередь, применяются довольно редко.

Устанавливается однонаправленная закрутка только после того, как будет зафиксирован фланец. В свою очередь, кожух используется только у входного отверстия. Все это необходимо для того, чтобы уменьшить износ втулки. В целом однонаправленные закрутки позволяют не использовать штуцеры. При этом сборка вихревого теплогенератора обойдется недорого.

Использование кольцевых втулок

Собрать с кольцевыми втулками вихревой теплогенератор своими руками получится только при помощи сварочного инвертора. В данном случае необходимо заранее подготовить выходное отверстие. Фланец в устройство следует устанавливать только на зажимном кольце. Также важно подобрать для прибора качественное масло. Все это необходимо для того, чтобы износ кольца не был значительным. Втулка в данном случае устанавливается непосредственно под улитку. При этом крышка для нее используется довольно редко. В этой ситуации необходимо заранее рассчитать расстояние до стойки. Задевать муфту она не должна.

Модификация с приводным механизмом

Для того чтобы сделать с приводным механизмом вихревой теплогенератор своими руками, в первую очередь необходимо подобрать хороший электродвигатель. Мощность его обязана составлять минимум 4 кВт. Все это даст хорошую теплопроизводительность. Корпуса для устройства чаще всего используются чугунные. В данном случае выходные отверстия необходимо обтачивать отдельно. Для этого можно воспользоваться напильником. Ротор для электродвигателя целесообразнее подбирать ручного типа. Крепиться муфта обязана на защитной шайбе. Улитку многие специалисты советуют устанавливать только после диффузора.

Таким образом, появится возможность положить уплотнитель на верхнюю крышку. Непосредственно приводной механизм должен располагаться над электродвигателем. Однако на сегодняшний день встречаются модификации с боковой его установкой. Стойки в данном случае необходимо приварить с обоих концов. Все это значительно повысит прочность устройства. В последнюю очередь важно заняться установкой ротора. На этом этапе особое внимание необходимо уделить фиксации кожуха.

Вихревой теплогенератор своими руками (чертежи и схемы)

Вихревой теплогенератор

Далеко не на всех промышленных объектах существует возможность отапливать помещения классическими теплогенераторами, работающими от сжигания газа, жидкого или твердого топлива, а использование нагревателя с тэнами является нецелесообразным или небезопасным. В таких ситуациях на помощь приходит вихревой теплогенератор, использующий для нагревания рабочей жидкости кавитационные процессы. Основные принципы работы этих устройств были открыты еще в 30-х годах прошлого века, активно разрабатывались с 50-хгодов. Но внедрение в производственный процесс нагрева жидкости за счет вихревых эффектов произошло только в 90-х годах, когда вопрос экономии энергоресурсов стал наиболее остро.

Устройство и принцип работы

Изначально, за счет вихревых потоков научились получать нагрев воздуха и других газовых смесей. В тот момент греть так воду не представлялось возможным из-за отсутствия у нее свойств к сжатию. Первые попытки в этом направлении сделал Меркулов, который предложил заполнить трубу Ранка водой вместо воздуха. Выделение тепла оказалось побочным эффектом вихревого движения жидкости, и долгое время процесс не имел даже обоснования.

Сегодня известно, что при движении жидкости по специальной камере от избыточного давления молекулы воды выталкивают молекулы газа, которые скапливаются в пузырьки. Из-за процентного преимущества воды ее молекулы стремятся раздавить газовые включения, и в них возрастает поверхностное давление. При дальнейшем поступлении молекул газа температура внутри включений возрастает, достигая 800 – 1000ºС. А после достижения зоны с меньшим давлением происходит процесс кавитации (схлопывания) пузырьков, при котором накопленная тепловая энергия выделяется в окружающее пространство.

В зависимости от способа формирования кавитационных пузырьков внутри жидкости все вихревые теплогенераторы подразделяются на три категории:

  • Пассивные тангенциальные системы;
  • Пассивные аксиальные системы;
  • Активные устройства.

Теперь рассмотрим каждую из категорий более детально.

Пассивные тангенциальные ВТГ

Это такие вихревые теплогенераторы, в которых термогенерирующая камера имеет статическое исполнение. Конструктивно такие вихревые генераторы представляют собой камеру с несколькими патрубками, по которым осуществляется подача и съем теплоносителя. Избыточное давление в них создается путем нагнетания жидкости компрессором, форма камеры и ее содержание представляет собой прямую или закрученную трубу. Пример такого устройства приведен на рисунке ниже.

Рисунок 1: принципиальная схема пассивного тангенциального генератора

При движении жидкости по входному патрубку происходит затормаживание на входе в камеру за счет тормозящего приспособления, из-за чего возникает разреженное пространство в зоне расширения объема. Затем происходит схлопывание пузырьков и нагревание воды. Для получения вихревой энергетики в пассивных вихревых теплогенераторах устанавливаются несколько входов / выходов из камеры, форсунки, переменная геометрическая форма и прочие приемы для создания переменного давления.

Пассивные аксиальные теплогенераторы

Как и предыдущий тип, пассивные аксиальные не имеют подвижных элементов для создания завихрений. Вихревые теплогенераторы такого типа осуществляют нагрев теплоносителя за счет установки в камере диафрагмы с цилиндрическими, спиральными или коническими отверстиями, сопла, фильера, дросселя, выступающих в роли сужающего устройства. В некоторых моделях устанавливаются по нескольку нагревательных элементов с различными характеристиками проходных отверстий для повышения эффективности их работы.

Рис. 2: принципиальная схема пассивного аксиального теплогенератора

Посмотрите на рисунок, здесь приведен принцип действия простейшего аксиального теплогенератора. Данная тепловая установка состоит из нагревательной камеры, входного патрубка, вводящего холодный поток жидкости, формирователя потока (присутствует далеко не во всех моделях), сужающего устройства, выходного патрубка с горячим потоком воды.

Активные теплогенераторы

Нагревание жидкости в таких вихревых теплогенераторах осуществляется за счет работы активного подвижного элемента, взаимодействующего с теплоносителем. Они оснащаются камерами кавитационного типа с дисковыми или барабанными активаторами. Это роторные теплогенераторы, одним из наиболее известных среди них является теплогенератор Потапова. Простейшая схема активного теплогенератора приведена на рисунке ниже.

Рис. 3: принципиальная схема активного теплогенератора

При вращении активатора в таком кавитационном теплогенераторе происходит образование пузырьков благодаря отверстиям на поверхности активатора и разнонаправленных с ними на противоположной стенке камеры. Такая конструкция считается наиболее эффективной, но и достаточно сложной в подборе геометрических параметров элементов. Поэтому преимущественное большинство вихревых теплогенераторов имеет перфорацию только на активаторе.

Назначение

На заре внедрения кавитационного генератора в работу он использовался только по прямому назначению – для передачи тепловой энергии. Сегодня, в связи с развитием и совершенствованием данного направления, вихревые теплогенераторы применяются для:

  • Отопления помещений, как в бытовых, так и в производственных зонах;
  • Нагревания жидкости для осуществления технологических операций;
  • В качестве проточных водонагревателей, но с более высоким КПД, чем у классических бойлеров;
  • Для пастеризации и гомогенезации пищевых и фармацевтических смесей с установленной температурой (при этом обеспечивается удаление вирусов и бактерий из жидкости без термической обработки);
  • Получения холодного потока (в таких моделях горячая вода является побочным эффектом);
  • Смешивание и разделение нефтепродуктов, добавление в получаемую смесь химических элементов;
  • Парогенерации.

С дальнейшим совершенствованием вихревых теплогенераторов сфера их применения будет расширяться. Тем более что данный вид нагревательного оборудования имеет ряд предпосылок для вытеснения пока еще конкурентных технологий прошлого.

Преимущества и недостатки

В сравнении с идентичными технологиями, предназначенными для обогрева помещений или нагрева жидкостей вихревые теплогенераторы обладают рядом весомых преимуществ:

  • Экологичность – в сравнении с газовыми, твердотопливными и дизельными теплогенераторами они не загрязняют окружающую среду;
  • Пожаро- и взрывобезопасность – вихревые модели, в сравнении с газовыми теплогенераторами и устройствами на нефтепродуктах не представляют такой угрозы;
  • Вариативность — вихревой теплогенератор может устанавливаться в уже существующие системы без необходимости установки новых трубопроводов;
  • Экономность – в определенных ситуациях гораздо выгоднее классических теплогенераторов, так как обеспечивают ту же тепловую мощность в перерасчете на затрачиваемую электрическую мощность;
  • Нет необходимости организации системы охлаждения;
  • Не требуют организации отвода продуктов сгорания, не выделяют угарный газ и не загрязняют воздух рабочей зоны или жилого помещения;
  • Обеспечивают достаточно высокий КПД – порядка 91 – 92% при сравнительно небольшой мощности электродвигателя или насоса;
  • Не образуется накипь в процессе нагревания жидкости, что в значительной мере снижает вероятность повреждений из-за коррозии и засорения известковыми осадками;

Но, помимо преимуществ вихревые теплогенераторы имеют и ряд недостатков:

  • Создает сильную шумовую нагрузку в месте установки, что сильно ограничивает их применение непосредственно в спальнях, залах, офисах и им подобных местах;
  • Характеризуется большими габаритами, в сравнении с классическими нагревателями жидкости;
  • Требует точной настройки процесса кавитации, так как пузырьки при столкновении со стенками трубопровода и рабочими элементами насоса приводят к их быстрому изнашиванию;
  • Достаточно дорогостоящий ремонт при выходе со строя элементов вихревого теплогенератора.

Критерии выбора

При выборе вихревого теплогенератора важно определить актуальные параметры устройства, которые в наибольшей степени подойдут для решения поставленной задачи. К таким параметрам относятся:

  • Потребляемая мощность – определяет количество расходуемой из сети электроэнергии, требуемой для работы установки.
  • Коэффициент преобразования – определяет соотношение потребленной энергии в кВт и выделенной в качестве тепловой энергии в кВт.
  • Скорость потока – определяет скорость движения жидкости и возможность ее регулирования (позволяет регулировать теплообмен в системах отопления или напор в нагревателе воды).
  • Тип вихревой камеры – определяет способ получения тепловой энергии, эффективность процесса и требуемые для этого затраты.
  • Габаритные размеры – важный фактор, влияющий на возможность установки теплогенератора в каком-либо месте.
  • Количество контуров циркуляции – некоторые модели помимо контура теплоснабжения имеют контур отведения холодной воды.

Параметры некоторых вихревых теплогенераторов приведены в таблице ниже:

Таблица: характеристики некоторых моделей вихревых генераторов

Как изготовить вихревой тепловой генератор Потапова своими руками

Назначение вихревого теплогенератора Потапова (ВТГ), сделанного своими руками, состоит в том, чтобы получить тепло только при помощи электродвигателя и насоса. В основном это устройство используют как экономичный нагреватель.

Теплогенератор кавитационный для отопления помещения

Чтобы обеспечить экономное отопление жилого, подсобного или производственного помещения, хозяева используют различные схемы и приемы получения тепловой энергии. Для того чтобы собрать теплогенератор кавитационного действия своими руками, следует разобраться в процессах, которые позволяют осуществить выработку тепла.

Что лежит в основе работы

Кавитация обозначает процесс образования парообразных пузырьков в толще воды, чему способствует медленное понижение водяного давления при большой скорости потока. Возникновение каверн или полостей, заполненных паром, может быть вызвано и прохождением акустической волны или излучением лазерного импульса. Замкнутые области воздуха, или кавитационные пустоты, перемещаются водой в область высокого давления, где происходит процесс их схлопывания с излучением волны ударной силы. Явление кавитации не может возникнуть при отсутствии указанных условий.

Физический процесс кавитационного явления сродни закипанию жидкости, но при кипении давление воды и пара в пузырьках является средним по значению и одинаковым. При кавитации давление в жидкости выше среднего и выше парового давления. Понижение же напора носит локальный характер.

При создании нужных условий молекулы газа, которые всегда присутствуют в толще воды, начинают выделяться внутрь образующихся пузырьков. Этот явление проходит интенсивно, так как температура газа внутри полости достигает до 1200ºС из-за постоянного расширения и сжимания пузырьков. Газ в кавитационных полостях содержит большее число молекул кислорода и при взаимодействии с инертными материалами корпуса и других деталей теплогенератора приводит к их скорой коррозии и разрушению.

Исследования показывают, что разрушительному действию агрессивного кислорода подвергаются даже инертные к этому газу материалы – золото и серебро. Кроме того, явление схлопывания воздушных полостей вызывает достаточно шума, что является нежелательной проблемой.

Многие энтузиасты сделали процесс кавитации полезным для создания отопительных теплогенераторов частного дома. Суть системы заключена в замкнутом корпусе, в котором продвигается водяная струя через кавитационное устройство, для получения давления используется обыкновенный насос. В России на первое изобретение отопительной установки был выдан патент в 2013 году. Процесс образования разрыва пузырьков происходит под действием переменного электрического поля. При этом паровые полости являются маленькими по размеру и не взаимодействуют с электродами. Они передвигаются в толщу жидкости, и там происходит вскрытие с выделением дополнительной энергии в теле водяного потока.

Виды теплогенераторов

Роторный генератор тепла

Такое устройство представляет собой видоизмененный насос центробежного действия. В таком устройстве роль статора исполняет корпус насоса, в него установлена входящая и выходящая труба. Основным рабочим органом является камера, внутрь которой помещен подвижный ротор, работающий по типу колеса.

За время создания кавитационных насосов конструкция ротора претерпела много изменений, но самой продуктивной считается модель Григгса, который одним из первых достиг положительных результатов в создании теплогенератора кавитационного действия. В таком устройстве ротор выполнен в форме диска, на поверхности которого предусмотрены многочисленные отверстия. Они глухие, с определенным диаметром и глубиной. Количество ячеек зависит от частоты электрического тока и, следственно, вращения ротора.

Статор в теплогенераторе представляет собой цилиндр, запаянный с обоих концов, в котором вращается ротор. Зазор между диском ротора и стенками статора составляет около 1,5 мм.

Ячейки ротора нужны чтобы в толще струи жидкости, которая постоянно трется о поверхности подвижного и статического цилиндра, возникали завихрения для образования кавитационных полостей. В этом же зазоре и происходит нагрев жидкости. Для эффективной работы теплогенератора поперечный размер ротора должен быть не менее 30 см, при этом определяется скорость вращения 3000 оборотов за минуту. Если сделать ротор меньшего диаметра, тогда следует увеличить число оборотов.

При всей кажущейся простоте отработка четкого действия всех частей роторного теплогенератора требуется довольно точная, включая балансировку подвижного цилиндра. Нужно уплотнение роторного вала с постоянной заменой вышедших из строя изоляционных материалов.

Коэффициент полезного действия подобных генераторов не является впечатляющим, работа сопровождается шумовым эффектом. Срок их службы непродолжителен, хотя они работают на 25% производительнее статических моделей теплогенераторов.

Статический генераторный насос

Наименование статического теплогенератора оборудование получило условно, что связано с отсутствием деталей вращательного действия. Чтобы создать кавитационные процессы в жидкости применяют конструкцию из сопел.

Воссоздание явления кавитации требует обеспечения высокой скорости перемещения воды, для чего применяют мощный насос центробежного принципа. Насос придает повышенное давление потоку воды, которая устремляется во входное отверстие сопла. Выходной диаметр сопла гораздо уже предыдущего и жидкость получает дополнительную энергию движения, скорость ее увеличивается. На выходе из сопла из-за быстрого расширения воды получаются кавитационные эффекты с образованием полостей газа внутри тела жидкости. Прогревание воды происходит по тому же принципу, что и в роторной модели, только эффективность несколько снижена.

Теплогенераторы статического действия имеют ряд преимуществ перед роторными моделями:

  • конструкция статорного прибора не требует принципиально точной балансировки и подгонки деталей ;
  • механическая подготовительная операция не требует четкой шлифовки;
  • из-за отсутствия подвижных деталей гораздо меньше изнашиваются уплотнительные материалы;
  • эксплуатация оборудования более длительная, до 5 лет;
  • в условиях прихода в негодность сопла, его замена потребует меньше затрат, чем в роторном варианте теплогенератора, который нужно воссоздать заново.

Технология работы теплогенератора отопления

Насос повышает давление воды и подает его в рабочую камеру, патрубок которой соединен с ним при помощи фланца.

В рабочем корпусе вода должна получить увеличенную скорость и давление, что осуществляется при помощи труб различного диаметра, сужающихся по ходу потока. В центре рабочей камеры происходит смешение нескольких напорных потоков, приводящее к явлению кавитации.

Чтобы можно было контролировать скоростные характеристики водного потока, на выходе и ходе рабочей полости устанавливают тормозные устройства.

Вода передвигается к патрубку в противоположном конце камеры, откуда поступает в возвратном направлении для повторного использования при помощи насоса циркуляционного действия. Нагрев и получение тепла происходит за счет движения и резкого расширения жидкости на выходе из узкого отверстия сопла.

Положительные и отрицательные свойства теплогенераторов

Кавитационные насосы относят к простым устройствам. В них происходит преобразование механической двигательной энергии воды в тепловую, которая расходуется на отопление помещения. Прежде чем построить кавитационный агрегат своими руками следует отметить плюсы и минусы такой установки. К положительным характеристикам относят:

  • эффективное образование тепловой энергии;
  • экономный в работе за счет отсутствия топлива как такового;
  • доступный вариант приобретения и изготовления своими руками.

Теплогенераторы имеют недостатки:

  • шумная работа насоса и явления кавитации;
  • материалы для производства не всегда достать просто;
  • использует приличную мощность для помещения в 60– 80 м2;
  • занимает много полезного пространства комнаты.

Изготовление теплогенератора своими руками

Список деталей и приспособлений для создания генератора тепла:

  • для измерения давления на входе и выходе из рабочей камеры нужны два манометра;
  • термометр измерения температуры входной и вытекающей жидкости;
  • вентиль для удаления воздушных пробок из системы отопления;
  • входной и выходной патрубки с кранами;
  • гильзы под термометры.

Выбор насоса циркуляционного действия

Для этого нужно определиться с требуемыми параметрами устройства. Первой характеристикой является возможность работы насоса с высокотемпературными жидкостями. Если пренебречь таким условием, то насос быстро выйдет из строя.

Далее нужно выбрать рабочее давление, которое может создавать насос.

Для теплогенератора достаточно, чтобы при входе жидкости сообщалось давление в 4 атмосферы, можно поднять такой показатель до 12 атмосфер, что увеличит скорость нагрева жидкости.

Производительность насоса существенного влияния на скорость нагрев оказывать не будет, так как при работе жидкость проходит через условно узкий диаметр сопла. Обычно транспортируется до 3–5 кубических метров воды в час. Гораздо большее влияние на работу теплогенератора будет иметь коэффициент перехода электричества в тепловую энергию.

Изготовление кавитационной камеры

Классическим примером является выполнение приспособление в виде сопла Лаваля, которое модернизируется мастером, изготовляющим генератор своими руками. Особое внимание следует уделить выбору размера сечения проходного канала. Оно должно обеспечить максимальный перепад давления жидкости. Если устроить наименьший диаметр, то вода будет вылетать из сопла под большим давлением, и процесс кавитации будет происходить более активно.

Но в таком случае будет уменьшен поток воды, что приведет к смешиванию ее с холодными массами. Маленькое отверстие сопла также работает на увеличение числа воздушных пузырьков, что увеличивает шумовой эффект работы и может привести к тому, что пузырьки начнут образовываться уже в камере насоса. Это уменьшит срок его службы. Наиболее приемлемым, как показала практика, считается диаметр 9– 16 мм.

По форме и профилю сопла бывают цилиндрической, конусной и закругленной формы. Однозначно нельзя сказать, какой выбор будет более эффективным, все зависит от остальных параметров установки. Главное, чтобы вихревой процесс возникал, уже на этапе начального входа жидкости в сопло.

Изготовление водяного контура

Предварительно следует составить схематично протяженность контура и его особенности, все это перенести на пол мелом. Принципиально о контуре можно сказать, что он представляет собой изогнутую трубу, которая присоединяется к выходу их кавитационной камеры, а потом жидкость подается снова на вход. В качестве дополнительных приборов подсоединяются два манометра, две гильзы, в которые устанавливают термометр. Также в контуре присутствует вентиль для сбора воздуха.

Вода в контуре поступает против часовой стрелки. Для регулирования давления ставим вентиль между входом и выходом. Применяется труба диаметром 50, что характерно для совпадения с размером патрубков.

Старые модели теплогенераторов работали без установки сопел, повышение напора воды было предусмотрено за счет разгона воды в трубопроводе достаточно большой протяженности. Но в нашем случае не стоит применять слишком большую длину труб.

Испытание генератора

Насос подключают к электричеству, а радиаторы — к системе отопления. После того как оборудование установлено, можно приступить к испытаниям. Осуществляем включение в сеть и двигатель начинает работу. При этом стоит обратить внимание на показание манометров давления и установить нужную разницу с помощью вентиля между входом и выходом воды. Разница атмосфер должна быть в диапазоне от 8 до 12 атмосфер.

После этого пускаем воду и наблюдаем за температурными параметрами. Достаточным будет нагревание в системе за десять минут на 3–5ºС за минуту. За небольшой промежуток времени нагрев достигает 60ºс. Наша система вместе с насосом запитана 15 литрами воды. Этого вполне достаточно для эффективной работы.

Для применения в быту теплогенераторов достаточно немного желания и навыков сборщика, так как все устройства применяются в готовом виде. А эффективность не заставит себя ждать.

Ссылка на основную публикацию