150502 (594555), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Каждая молекула воды своими положительно заряженными бугорками-протонами притягивается к той стороне соседней молекулы воды, с которой нет таких бугорков и которая заряжена отрицательно из-за наличия там электронных облаков. В результате такого притяжения между молекулами воды и возникает связь, которую называют водородной связью из-за того, что она обусловлена ядрами атомов водорода - протонами, находящимися на этой связи. Ну а поскольку бугорки-протоны во всех молекулах воды расположены под одним и тем же определенным углом, то вода в твердом состоянии имеет строго упорядоченную (кристаллическую) структуру льда.
Рисунок 12 - Образование ориентационных дефектов. Перескок протона на соседнюю водородную связь приводит к возникновению пары ориентационных дефектов. Такой перескок протона можно рассматривать как поворот молекулы воды на 120°.
Но иногда и в строгом мире кристаллов, а тем более в жидкой воде с её квазикристаллической структурой, случаются осечки, и в силу той или иной причины (флуктуации, удара фотоном иди др.) протон выбивается с водородной связи и оказывается на соседней. В результате на последней оказываются сразу два протона, занимающих обе разрешенные позиции. Такие водородные связи называют "ориентационно дефектными".
Для протекания ядерной реакции необходима параллельная ориентация спинов обоих протонов. Но параллельная ориентация спинов двух протонов на одной водородной связи запрещена принципом Паули. По мнению Л.П. Фоминского переворачивание спина осуществляется торсионным полем. При этом принцип Паули не нарушается, так как торсионное поле сообщает протону дополнительную энергию, в результате чего протон оказывается на другом энергетическом уровне.
Когда спины обоих протонов на ориентационно-дефектной водородной связи оказываются параллельными, уже ничто не мешает этим протонам вступить в ядерную реакцию.
Но откуда взять электрон? Здесь на помощь Фоминскому пришла гипотеза Л.Г. Сапогина, предлагающая новое объяснение туннельного эффекта. Сапогин объясняет туннелирование следующим образом. Заряд элементарной частицы не постоянен во времени, а периодически изменяется (осциллирует) с чудовищно большой частотой, то возрастая до максимума, то уменьшаясь до нуля по гармоническому закону. В добавок к предыдущей идее он предположил, что и масса электрона тоже осциллирует во времени по гармоническому закону в пределах от нуля до максимума. Автор гипотезы утверждает, что находясь на ближайшей к ядру атома К-орбитали, электрон совершает квантовые скачки в пределах орбитали не беспорядочно, как думали физики, а сквозь ядро атома, каждый раз туннелируя сквозь него. Благополучно электрон туннелирует благодаря тому, что в это мгновение значение заряда и массы электрона близки к нулю, а потому он, в силу закона сохранения импульса, в это время должен развивать очень большую скорость движения сквозь ядро атома.
Таким образом в одной точке пространства оказываются протон и электрон, фигурирующие в уравнении ядерной реакции. При этом суммарный электрический заряд протона и электрона оказываются близким к нулю, и если в этот момент к ним приближается еще один протон, то ему уже не придется преодолевать высокий кулоновский барьер. Потому такие трехчастичные столкновения могут случаться даже чаще, чем столкновения с двумя протонами, ведущие к сближению их на ядерные расстояния.
Реакция (8) ведет к наработке дейтерия, который в свою очередь участвует в других ядерных реакциях:
(9) (10)
И хотя унос львиной доли теплоты нейтрино и - квантом лишает нас надежд достичь в теплогенераторе Потапова высоких выходов дополнительного тепла за счет ядерных реакций, полученные результаты вселяют надежды на использование установки в качестве генератора дейтерия, гелия-3 и особенно трития, производство которого другими способами весьма сложно, дорого и опасно.
Конечно, все это настоятельно требует чтобы было обращено самое серьезное внимание на дальнейшие исследования вихревого теплогенератора Потапова.
3. Технические предложения по реконструкции системы теплоснабжения музея-заповедника "Витославицы"
Котельная № 48 находится на балансе предприятия МУП "Теплоэнерго". Она обеспечивает теплом и горячей водой музей-заповедник деревянного зодчества "Витославицы". План котельной приведен ниже.
Установленная мощность: 21,21 = 2,42 ГДж/час.
Подключенная нагрузка: всего 0,66 ГДж/час, из них
на отопление - 0,38 ГДж/час;
на горячее водоснабжение - 0,280 ГДж/час.
График работы котельной - 95/70.
На котельной в данный момент установлено два чугунных котла типа "Универсал-6" (рис.13) 1973 года выпуска. Эти котлы уже полностью выработали свой ресурс и поэтому, в ближайшем будущем, планируется реконструкция котельной с заменой старых, малоэффективных котлов на новые, более экономичные и имеющие высокий КПД теплогенераторы. Режимная карта на водогрейный котел типа "Универсал-6" приведена в таблице 1.
Достоинствами чугунных котлов являются небольшие габариты и легкая транспортабельность, почти полное отсутствие обмуровки, удобство очистки от наружных загрязнений, простота монтажа при установке и замене секций, возможность набирать необходимую величину поверхности нагрева. Чугунные котлы значительно меньше подвержены кислородной коррозии, так как на литых чугунных поверхностях образуется плотная литейная корка, содержащая кремнезем и обладающая весьма высокими защитными свойствами.
К недостаткам чугунных котлов относятся: малая надежность в работе (растрескивание одной или нескольких секций) и частые остановки на ремонт. Основной причиной растрескивания секций является превышение допустимого предела прочности металла в эксплуатационных условиях вследствие ухудшения отвода тепла от стенки из-за появления на ее внутренней поверхности слоя накипи и недостаточной скорости циркуляции воды.
Рисунок 13 - Чугунный секционный котел "Универсал": 1 - штуцер для присоединения трубопровода горячей воды; 2 - ниппеля: 3 - средние секции; 4 - стяжной болт; 5 - задняя лобовая секция; 6 - штуцер присоединения обратного трубопровода; 7 - поворотные колосники; 8 - зольная дверка; 9 - привод поворотных колосников; 10 - шуровочная дверка; 11 - кирпичный свод в топке; 12 - боковые дымоходы.
Таблица 1 - Режимная карта на водогрейный котел типа "Универсал-6"
| Наименование параметров | Тепловые нагрузки,% | |
| 40 | 83 | |
| Производительность, ГДж/час | 0,490 | 1,005 |
| Давление воды на котле, МПа | 0,14 | 0,14 |
| Давление воды до котла, МПа | 0,16 | 0,16 |
| Низшая теплота сгорания газа, кДж/м3 | 33513 | 33513 |
| Число газовых горелок, шт | 2 | 3 |
| Давление газа перед горелками, МПа | 0,015 | 0,025 |
| Разрежение в топке, мм в. ст. | 1,2 | 2,0 |
| Температура воздуха перед горелками, °С | 20 | 20 |
| Температура уходящих газов, °С | 121 | 149 |
| Разрежение за котлом, мм в. ст. | 1,9 | 2,5 |
| Состав уходящих газов,%: СО2 О2 | 8,8 5,3 | 10 3,2 |
| Расход газа на котел, м3/час | 18,4 | 35 |
| Коэффициент избытка воздуха | 1,34 | 1,18 |
| Потери тепла,%: с уходящими газами в окружающую среду | 5,38 15,22 | 6,16 8,00 |
| Температура газа, °С | 23 | 21 |
| КПД | 79,40 | 85,84 |
| Удельный расход топлива, м3/ГДж | 157,3 | 145,8 |
| Удельный расход условного топлива, кг/ГДж | 179,8 | 166,7 |
Нормальную работу котельной круглосуточно контролируют 4 машиниста, что является дополнительным стимулом для ее реконструкции: заработная плата машинистов больше суммарной стоимости произведенного на котельной тепла.
Не менее важными причинами для проведения реконструкции так же являются:
отсутствие на котельной автоматики регулирования. Температура горячей воды, идущей на отопление и горячее водоснабжение музея не зависит от температуры наружного воздуха. Регулирование осуществляется периодически, что приводит к дополнительным потерям тепла, а, следовательно, к бесцельному сжиганию топлива, что резко снижает экономическую эффективность котельной.
регулярное обслуживание газового оборудования. Сюда входит:
проверка исправности газорегуляторной установки (ГРУ) без разборки;
техническое обслуживание ГРУ с разборкой оборудования;
техническое обслуживание, ремонт и проверка газового счетчика;
техническое обслуживание и ремонт автоматики и газового оборудования;
ремонт и проверка контрольно-измерительных приборов.
Текущий ремонт (техническое обслуживание газорегуляторной установки) и техническое обслуживание автоматики необходимо проводить раз в месяц, техническое обслуживание газовых счетчиков - раз в три месяца, а плановый ремонт ГРУ - раз в год. Все это требует не малых финансовых затрат.
планово-предупредительные ремонты основного и вспомогательного оборудования котельной. Так как данные котельные агрегаты проработали уже 28 лет (при нормативном сроке службы в 20 лет), они требуют более частых и тщательных текущих и капитальных ремонтов, более внимательного повседневного обслуживания.
экология. Котельная находится в музее-заповеднике, где собраны ценнейшие образцы народного деревянного зодчества. Их необходимо сохранить для будущих поколений. При таких условиях вредные выбросы, естественно, крайне не желательны.
Для теплоснабжения музея-заповедника "Витославицы" предлагается установить два теплогенератора "Юсмар-1М", технические характеристики которого приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Технические характеристики теплогенератора "Юсмар - 1М"
| Наименование параметра | Значение параметра |
| Мощность электродвигателя насоса, кВт | 2,8 |
| Напряжение сети, В | 380 |
| Число оборотов электродвигателя, об/мин | 2900 |
| Рекомендуемые марки водяного насоса | ЦГ 12,5/50-К-4-2 КМ-20-30 |
| Напор, м | 32 - 50 |
| Подача, м3/час | 8,0 - 12,5 |
| Обогреваемая площадь, кв. м | 90-100 |
| Средний расход электроэнергии на обогрев помещения с заданной в п.4 площадью, кВт/ч | 1,4 |
| Теплопроизводительность, ккал/ч | 3498 |
| Масса установки (с бойлером), кг | 130 |
| Объем воды в отопительной системе (ориентировочно), л | 70-100 |
| Стоимость полного комплекта (теплогенератор, насос, бойлер, система управления), $ | 1300 |
| Номинальная температура нагрева системы, °С | 40 - 60 |
| Максимальная температура жидкости на малом круге циркуляции, °С | 98 |
| Диаметр по осям отверстий фланца, мм | 110 |
| Длина теплогенератора, мм | 620 |
| Диаметр трубы, мм | 53 |
| Масса теплогенератора, кг | 6,5 |
В установке "ЮСМАР-М" вихревой теплогенератор в комплекте с погружным насосом помещены в общий сосуд-бойлер с водой (рис.14) для того, чтобы потери тепла со стенок теплогенератора, а также тепло, выделяющееся при работе электродвигателя насоса, тоже шли на нагрев воды, а не терялись. Габариты сосуда-бойлера: диаметр 650 мм, высота 2000 мм. Автоматика периодически включает и отключает насос теплогенератора, поддерживая температуру воды в системе (или температуру воздуха в обогреваемом помещении) в заданных потребителем пределах. Снаружи сосуд-бойлер покрыт слоем теплоизоляции, которая одновременно служит звукоизоляцией и делает практически неслышимым шум теплогенератора даже непосредственно рядом с бойлером.
Установки "ЮСМАР-М" питаются от промышленной трёхфазной сети 380 В, полностью автоматизированы, поставляются заказчикам в комплекте со всем необходимым для их работы и монтируются поставщиком "под ключ".
На эти установки, рекомендуемые для использования как в промышленности, так и в быту (для обогрева жилых помещений путем подачи горячей воды в батареи водяного отопления), имеются технические условия ТУ У 24070270, 001-96 и сертификат соответствия РОСС КиМХОЗ. С00039.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
