Kavitáció.
egy jobb világért
A kavitáció jelensége során a felszabaduló energia mértékére jellemző, hogy a forgómozgást képző, vagy álló alkatrészek felületét attól függetlenül degradálja, hogy az milyen anyagi minőségű, a legkeményebb szerkezeti anyagokat is felbontja. Ez a fajta bomlás üregeket képez a szerkezeti anyagok felületén, innen kapta a jelenség a kavitáció nevet.
A kavitáció jelensége során felszabaduló energia egy része az áramló folyadék hőmérséklet emelésére fordítódik, ezért a kavitációt szabályozott körülmények között folyadékok fűtésére már évek óta használnak.
Cégünk kavitációs elven működő berendezésének számos előnye van. Elsősorban kifejlesztünk egy olyan eljárást, mely valóban szabályozott körülmények között hasznosítja a kavitációs jelenség során felszabaduló energiát, ezzel elérjük, hogy berendezésünk működése hosszú távon is biztosított, a forgó, vagy álló részeket nem kell rövid időn belül cserélni.
A szabályozott, egyenletes működés lehetővé teszi, hogy a befektetett energia ne vesszen el a mellék folyamatokra, ezáltal a legmagasabb hatékonyságot érhetjük el összehasonlítva a korábbi fejlesztések hasonló egységeivel. Az alacsonyabb energia felvétel a magasabb fűtési és sterilizálási képességgel együtt jelentősen lecsökkenti a berendezéseink megtérülési idejét. A villamos áram igényt igyekszünk alternatív forrásokkal biztosítani.
Cégünk eddigi eredményei a kavitációs jelenség kutatásában kellő alapot biztosít számunkra arra, hogy prototípus berendezéseket gyártsunk, és azokat a lehető legszélesebb körű felhasználási lehetőségekkel ruházzuk fel. Célunk, hogy olyan területeken tudjuk piacra vinni kiforrott szerkezetű, optimalizált működésű berendezéseinket, ahol a piaci versenytársak nehezen tudnak velünk konkurálni. Ilyen területek a gázvezetékek hiányában fűtési lehetőségeket csak minimális alternatívákkal alkalmazható hegyvidékek, ritkán lakott területek. Célunk, hogy olyan hasznosításokat is elérjünk, ahol embertársainkon segíthetünk az ivóvíz sterilizálásával, vagy a biológiai szennyezések megszűntetésével.
Fontos hasznosítási területnek tartjuk a kisebb medencék, magán úszómedencék felszerelését berendezésünkkel, melynek egyik előnye, hogy állandó hőmérsékleten tarthatjuk a vizet, miközben vegyszerek alkalmazása nélkül is sterilizáljuk, így a víz folyamatosan friss marad, és nem algásodik. Energetikai hasznosításban nem kizárólag a fűtéstechnikában célzunk meg a lehető legmagasabb fejlettségi szintre kerülni. Olyan stabil emulziók előállításában vannak tapasztalataink, melyek a szennyező dízel motorok üzemeltetését teszik környezetkímélővé és gazdaságosabbá.
Egymással párhuzamos fejlesztési vonalaink egyike a prototípusaink felhasználás specifikus optimalizálása. Alapjában véve három területre fókuszálunk, és mindhárom terület speciális kialakítást és üzemeltetést igényel. Ezek egyrészt a fűtéstechnika, illetve a víztisztítás és az stabil emulziók előállítása. A fűtéstechnikában a szabályozott kavitációs jelenségek felgyorsítását célozzuk meg, a lehet legnagyobb mennyiségű energiatermelő pont kialakításával a berendezéseink forgó egységein.
A biológiai felhasználás egy sokkal bonyolultabb folyamat, mert ebben az esetben úgy kell kialakítanunk a forgó mozgás során kialakuló buborékokat, hogy azok ne legyenek térben elválasztva a szennyeződéstől. Az emulziók kialakításával úgy kell terveznünk a berendezéseinket, hogy azok ne engedjenek teret a szénhidrogének termikus bomlásának, de stabilan szolvatálódjanak egy számukra ellenséges poláris közegben.
Projekt
A projektben tervezett tevékenységünk célja elsősorban a kavitáció jelenségének szabályozott keretek között történő megvalósítása annak érdekében, hogy a kavitációs berendezés élettartamát megnöveljük, valamint nagyságrendekkel nagyobb hatékonysággal használhassuk ki a jelenség során felszabaduló energiát a szállított folyadékok hőmérséklet emelkedésére, az esetleges jelenlévő mikroorganizmusok elpusztítására, valamint a szállított folyadékok keveredési hajlamuk megnövelésével emulziók, szuszpenziók előállítására.
A projektben hasznosítani kívánt találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a szivattyúházban kialakított kavitációs üregek körül nagy sebességgel forgó, sebességváltozást előidéző helikális testet alkalmazunk, ezzel szabályozzuk a kavitációs jelenség során kialakuló vákuumgömbök összeomlásának helyét. A helikális test felületén lévő kavitációs törőlapátok határozzák meg ugyanis az összeomló vákuumbuborékok helyzetét. A folyamatos energia-felszabadulást úgy tudjuk biztonságossá tenni, hogy a ház belső palástjával az áramló folyadékot olyan irányba kényszerítjük, hogy az összeroppanó buborékot az áramló folyadék körülvegye, így annak lökéshulláma nem az álló, vagy mozgó alkatrészek felületét éri, ezáltal a szerkezeti anyagokat meg tudjuk védeni a károsodástól, és hasznos energiaként tudjuk felhasználni a folyadék hőmérséklet emelésére, vagy biológiai tisztítására, esetleg keverésére.
A projekt során megépítésre kerülő prototípusok alkalmasak lesznek arra, hogy prezentálni tudjuk a kavitációs jelenség hasznosíthatóságát energetikai, illetve víztisztítási eljárásokban.
Hasznosítási célok.
1
Biológiai hasznosítás:
A találmányunk célja elsősorban a kavitáció jelenségének és a szerves rézvegyület biokémiai hatásának szabályozott keretek között történő egyesítése, és ezáltal a hatásmechanizmusok erősítése annak érdekében, hogy az élőflórával szennyezett természetes vizek biológiai terheltségét csökkentsük, miközben a kavitációs berendezés élettartamát megnöveljük, valamint nagyságrendekkel nagyobb hatékonysággal használhassuk ki a jelenség során felszabaduló energiát a szállított folyadékok hőmérséklet emelkedésére, az esetleges jelenlévő mikroorganizmusok elpusztítására. Az általunk tervezett berendezés házában hengeres forgó rész van elhelyezve, amelynek palástja kavitációs furatokkal van ellátva. A kavitációs furatokkal ellátott forgó rész és a ház belső palástja közötti szabadon hagyott és a forgó testet körülölelő henger alakú térbe jutatjuk be a melegítendő folyadékot, amelynek nyomása és hőmérséklete
a kavitációs test forgása közben megemelkedik. Eljárásunknak előnye, hogy nem a már kifejtett hőmérséklet emelkedést használjuk ki a víz tisztítására, hanem sokkal inkább a biológiai tisztításra helyezzük a hangsúlyt, melynek hatékonyságához egy szerves, szulfid hidas aktív rézvegyületet használunk. Ezt a szerves rézvegyületet a berendezéshez kötött csővezetékek belső felületére kötve immobilizáljuk, így csak az átfolyó víz érintkezik vele, a kioldódása nem lehetséges, így a kezelt vizet nem szennyezi. Ezzel elérjük, hogy a víz élőflóra tartalmának megszüntetése adalékanyagok nélkül, a vizet nem szennyezve érhet el. A réz biológiai hatásmechanizmusa ismert. A jól oldódó réz sók veszélyes mérgek, a nem oldódó réz származékok biológiailag inaktívak. Az általunk fejlesztett szerves réz vegyület vízben oldhatatlan, de a szerves szerveződések számára erősen mérgezőek. Ezért nem lehet közvetlenül a
vizes rendszerekhez adni, mert minden olyan organizmus, mely természetes környezetében találkozik vele, elpusztul. Annak érdekében, hogy elkerüljük a természetes vizek élőlényeinek pusztulását, ennek a nagyon hatékony szerves réz vegyületnek a stabil, oldhatatlan kötését kell megoldanunk a kavitációs berendezéshez kötött vezetékek belső felületére. Korunk egyik legnagyobb problémája a rohamosan fejlődő társadalom megnövekedett energia és ivóvíz szükségletének kielégítése. Az iható, tiszta édesvíz biztosítása meglehetősen nehéz, egyes országokban szinte megvalósíthatatlan feladat. A szennyvíz tisztítása még a fejlett gazdasággal rendelkező országok esetében is jelentős költséggel és környezeti terheléssel jár, míg a legtöbb fejlődő országban megoldhatatlan problémát jelent. Az általunk megvalósítani kívánt prototípus berendezések alkalmasak ezen problémák megoldására.
2
Energetikai hasznosítás
A folyamat energetikai hasznosítása kettős. Egyrészt tervezzük illékony szénhidrogénekkel szennyezett vizek kármentesítését. Ezek olyan szennyezett talajvizek, melyeknek magas a metán tartalma, ezért igyekszünk olyan eljárást találni, mely nagy hatékonysággal szabadítja fel az energiahordozót, és mentesíti a vizet egyszerre. A katációs eljárás, és ezen folyamat bemutatására alkalmas prototípusunk azért lehet alkalmas erre, mert a nagy energiájú kavitáció megnöveli a fluidum hőmérsékletét, és mivel a folyadékok gázokra vonatkoztatott oldékonysága a hőmérséklet emelkedésével drasztikusan csökken, a vízben egyébként is alacsony oldhatósággal rendelkező metán számításaink szerint gyorsan eliminálhatóvá válik. Másik eliminálási lehetőségünk a kavitáció folyamatára koncentrálódik, ebben a fázisban ugyanis minden anyag másképpen gerjesztődik, így várhatóan az erősen apoláris metán egészen más fázisba kerül, mint a poláris vízmolekula.
Ki kell emelni, hogy ez a megkülönböztető gerjesztési folyamat már nagyobb lánchosszúságú szénhidrogének esetében nem érvényesül, mert az intermolekuláris kölcsönhatások a víz és például a dízelolaj között már mérhetően intenzívebbek a kavitációs keveredés következtében. További érdekes jellemzője a metán tartalmú vizek kavitációs eljárással történő „kezelésének”, hogy kémiai folyamat is lezajlik a megemelt aktivitású gerjesztett vízmolekula és az oxidációra érzékeny metán molekulája között, melynek eredménye egy nagy energiájú intermedier molekula. Ennek a gyöknek a kémiai szerkezete nagyon nehezen meghatározható, mert élettartama nagyon kicsi, de mivel gőz állapotba kerül az eliminálódó gázokkal együtt, ennek energetikai hasznosulása is kézenfekvő. Prototípusunk hasznosítási lehetőségeként a metánt tartalmazó vizek tisztításában is prezentálhatóvá válik.
Az energetikai hasznosítás másik lehetősége a dízel olajok magas víztartalmának elérése, mely azér érdekes, mert eddigi kutatási eredmények azt mutatják, hogy magasabb víztartalommal a dízel olaj égése kevésbé kormoz, vagyis a szénhidrogén elegyek elégetése nagyobb hatásfokú, nem áll meg a többlépcsős oxidációs folyamat az elemi szénnél, mely fizikai megjelenése a korom, hanem sokkal inkább tovább megy, és ezáltal nagyobb energetikai hasznosulást érünk el. Ennek eredménye a környezeti káros hatások csökkenésén és a motor károsodásának minimalizálásán túl annak alacsonyabb fogyasztása is. Prototípusunk hasznosítási lehetőségeként a dízel motorok hatékonyság növelése is prezentálhatóvá válik.
CAVERGO Innovation Kft.