Многофункциональный вихревой кавитатор Нижний Новгород

Большинство используемых в настоящее время технологических процессов малоэффективны, их энергетический к.п.д. во многих случаях не превышает
15-20%. То есть большая часть энергии в масштабе производства всей планеты обогревает атмосферу, создаёт парниковый эффект, изменяет климат, экологию. Спасти ситуацию может только создание более эффективных технологий, основанных на новых физических принципах действия. Одним из перспективных направлений стимулирования известных и создания новых технологических процессов с жидкими средами является применение акустической кавитации.
Принцип действия кавитационных технологий основан на облучении звуковым полем жидких сред. При прохождении через каждую точку жидкости вакуумметрической фазы звуковой волны жидкость на зародышах рвётся с образованием паровых кавитационных каверн. При прохождении полупериода манометрического давления каждая из этих каверн схлопывается. При этом стенки каверны движутся навстречу друг другу со скоростью 1,5 км в секунду и в точке схлопывания концентрируют энергию, причём, как в пространстве, так и во времени. В момент схлопывания каверны плотность энергии в точке схлопывания достигает значений, сопоставимых с уровнем плотности энергии в термоядерных реакциях – местное повышение температур достигает 6-10 тысяч градусов. Кроме того, вторичные упругие волны, их интерференция от разных источников, процессы на границе раздела жидкость – пар внутри каверн, а также на границах твёрдых тел, всё это и многое другое приводит к подробной деформации жидкости, её перемешиванию на молекулярном уровне, тепловому, ионизирующему, импульсным видам воздействия с частотой 3000 раз в секунду по всему обрабатываемому объёму (рис.1).
В качестве технологических процессов, выполняемых на кавитаторе, в первую очередь следует отметить диспергацию, то есть измельчение твёрдых компонентов, присутствующих в виде добавок в рабочей жидкости. Результаты обработка торфа в режиме замкнутой циркуляции на кавитаторе показывают неоспоримое преимущество перед таким же процессом, но выполняемом на механическом гомогенизаторе (рис. 2). Так, десятиминутная обработка на вихревом кавитаторе даёт результаты, не уступающие по качеству двум часам обработки на обычном механическом гомогенизаторе. Причём, степень обработки достигает уровня, сопоставимого с размерами молекул – измельчённый компонент может не отслаиваться в течение нескольких месяцев, аналогично стойкими являются и эмульсии (на пример водно-керосиновые).
Другим вариантом его полезного использования является дезинфекция жидких сред. Обработка на кавитаторе выгодно отличается от температурного воздействия, так при росте температуры на водяной бане от 20 до 40 градусов количество бактерий возрастает, а при тех же условиях в вихревом кавитаторе они все погибают. Эта способность позволяет использовать кавитатор для дезинфекции при мойке молокопроводов без химических реагентов, подмытии вымени при доении коров, очистке воды в бассейнах, при водоснабжении.
Особой способностью кавитатора является его воздействие на живые объекты, на пример, обработка звуковым полем семян перед посевом. В этом случае повышается почти на 10% всхожесть семян (с 87% до 98%) пшеницы, ускоряется развитие растения – на 9-й день рост растений после обработки семян по сравнению с контролем составил 300%. Полив обработанной водой приводит к подобным закономерностям только в меньшей мере. Все названные процессы сопровождаются ещё одним фактором высокоэффективным нагревом.
Широкий диапазон способностей устройства предполагает многовариантность его применения:
- в качестве универсального переналаживаемого устройства для разового выполнения различных технологических функций в условиях крестьянских хозяйств; - в виде специализированного оборудования в поточном производстве, но с одновременной реализацией нескольких сопутствующих процессов в разных зонах рабочего пространства.
Появление такого устройства в хозяйствах, причём, при незначительных капитальных затратах позволит выполнять широкую номенклатуру. Значительная глубина обработки исходного материала гарантирует высокое качество конечного продукта, и кроме того, «мозговой штурм» многих владельцев многофункционального аппарата с возможностями вплоть до наноуровня позволит использовать его в новых ипостасях, и получать на нём неизвестные ранее продукты и материалы.
Разработка «Многофункциональный вихревой кавитатор для крестьянских хозяйств» включена в электронную базу данных законченных НИР и ОКР МСХ РФ за 2012 год, готовых к использованию потребителями научной продукции.

Share