Известно, что закрутка одного потока является эффективным средством интенсификации тепломассообменных процессов в энергетических установках. Вращательное движение рабочего тела вызывает не только массовую, но и температурную стратификацию (разделение) потока.
В настоящее время повышение эффективности тепломассообменных процессов в энергетике является актуальной задачей.
Способ повышения эффективности тепломассообменных процессов напрашивается сама собой – нужно увеличить скоростные характеристики потока (потоков) или переходить на многомерные способы формирования вихревого потока по типу канатной свивки, т.е. по типу процессов, происходящих в таких природных явлениях, как смерч или торнадо.
Но увеличение скорости связано напрямую или с повышением давления или с уменьшением площади проходного поперечного сечения завихрителя. Что в свою очередь в первом случае – приводит к усложнению конструкции, а во втором случае – приводит к уменьшению терморазделения.
Выход из этой ситуации предлагается в формировании механическим способом сверхвысокоскоростного многомерного вихревого потока благодаря волновому сверх высокоскоростному движению (например — по спирали) множества отдельных источников первичных закрученных потоков .
Увеличение скоростных характеристик отдельных закрученных потоков и переход на многомерный способ формирования одного полноценного вихревого потока из отдельных закрученных потоков — на порядок повысит энергетические характеристики тепломассообменных процессов.
Заявленные ниже практические конструкции генераторов многомерных вихревых потоков со структурой канатной свивки основываются на следующей идее:
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/9155.html
Идея заключается в том, чтобы механическим способом формировать так называемую “бегущую дорожку” на плоскости или в пространстве из чередующихся открывающихся/закрывающихся отверстий, через которые пропускается под давлением среду (жидкость, газ).
Возможны три способа формирования многомерных вихревых потоков.
- На плоскости.
- В цилиндре.
- Комбинированный.
Рассмотрим первый способ формирования многомерного вихревого потока со структурой канатной свивки.
В конструктивном плане способ представляет собой один диск с профилированными отверстиями, который принудительно вращается с соосно с неподвижным диском, также с строго профилированными отверстиями.
В каждый момент времени только одно отверстие из множества подвижного вращающегося внешнего диска и одно отверстие неподвижного диска полностью совпадут друг с другом.
Конструктивное исполнение способа представлено на рис. № 17.1
Рис. № 17.1. Механическая дисковая много клапанная система формирования сверх высокоскоростного многомерного закрученного течения.
При вращении одного диска относительно другого, можно сказать, что одно полно проходное отверстие между обоими дисками – “как бы бежит” во времени по спирали со сверхвысокой скоростью.
Каждое отверстие одного диска снабжается отдельным завихрителем любого типа (шнековый, ленточный и т.п.).
Через такую вращающуюся систему подаётся под давлением любая среда (жидкость, газ).
На выходе формируется устойчивый многомерный вихревой поток со структурой по типу канатной свивки. В такой вихревой структуре проявляются интересные тепломассообменные процессы, о которых более подробно заявлено в других главах настоящей книги.
Рассмотрим второй способ формирования многомерного вихревого потока.
В конструктивном плане он представляет собой один цилиндр с профилированными отверстиями, который принудительно вращается снаружи неподвижного цилиндра, также с профилированными отверстиями.
В каждый момент времени только одно окошко из множества подвижного вращающегося внешнего цилиндра и одно окошко неподвижного цилиндра полностью совпадут друг с другом.
Конструктивное исполнение способа представлено на рис. № 17.2
Рис. № 17.2. Ротационная много клапанная цилиндрическая система формирования сверх высокоскоростного волнового фронта любой среды.
При вращении одного цилиндра относительно другого, можно сказать, что одно полно проходное отверстие между обоими цилиндрами – “как бы бежит” во времени по спирали со сверхвысокой скоростью.
Каждое отверстие одного цилиндра снабжается отдельным завихрителем любого типа (шнековый, ленточный и т.п.).
Через такую вращающуюся систему подаётся под давлением любая среда (жидкость, газ) во внутреннюю часть .
Внутри формируется устойчивый многомерный вихревой поток со структурой по типу канатной свивки. В такой вихревой структуре проявляются интересные тепломассообменные процессы, о которых более подробно заявлено в других главах настоящей книги.
Практические конструкции генераторов многомерных вихревых потоков со сверх высокоскоростным волновым фронтом представлены на рис. № 17.3. – 17.11.
Рис. № 17.3. Вариант конструктивного исполнения генератора воздушного многомерного вихревого потока со сверх высокоскоростным волновым фронтом № 1.
Рис. № 17.4. Вариант конструктивного исполнения генератора воздушного многомерного вихревого потока со сверх высокоскоростным волновым фронтом № 2.
Рис. № 17.5. Вариант конструктивного исполнения генератора многомерного вихревого потока жидкости со сверх высокоскоростным волновым фронтом № 3.
Рис. № 17.6. Вариант конструктивного исполнения генератора воздушного многомерного вихревого потока со сверх высокоскоростным волновым фронтом № 4.
Рис. № 17.7. Вариант конструктивного исполнения генератора воздушного многомерного вихревого потока со сверх высокоскоростным волновым фронтом № 5.
Рис. № 17.8. Вариант конструктивного исполнения генератора воздушного многомерного вихревого потока со сверх высокоскоростным волновым фронтом № 6.
Рис. № 17.9. Вариант конструктивного исполнения генератора воздушного многомерного вихревого потока со сверх высокоскоростным волновым фронтом № 7.
Рис. № 17.10. Вариант конструктивного исполнения генератора воздушного многомерного вихревого потока со сверх высокоскоростным волновым фронтом № 8.
Рис. № 17.11. Вариант конструктивного исполнения генератора многомерного вихревого потока жидкости со сверх высокоскоростным волновым фронтом № 9.