28 dezembro 2013

Aquecimento por cavitação

Fenômeno descoberto a cerca de 20 anos atrás pelo engenheiro James L. Griggs, a tecnologia de aquecimento por ondas de choque (Shock Wave Power - SP) representa uma forma inovadora de converter energia mecânica em energia térmica para o aquecimento de líquidos ou a geração de vapor.

Através da cavitação hidrodinâmica, o aquecimento da água (ou outros fluidos) até o ponto de ebulição ocorre em questão de minutos.

Griggs começou a desenvolver o dispositivo - Shock Wave Reactor  -  em 1987. Inicialmente  o dispositivo foi batizado de "bomba hidrosônica" (HPump). 

Antes de Griggs, todos os estudos desenvolvidos até então, visavam eliminar os efeitos danosos como perda de desempenho, excesso de ruídos e da erosão causada pela cavitação sobre a superfície de dispositivos hidráulicos. Griggs foi o primeiro a tentar aproveitar a energia produzida pelas ondas de choque da cavitação para um propósito útil.

Hydrosonic pump
Conforme a aplicação, a tecnologia SP poderá ser utilizada com vantagens significativas em relação às tecnologias convencionais utilizadas até hoje.
§  Requisitos de energia reduzidos.
§ Processo extremamente eficiente (em tempo, custos operacionais, e/ou os custos de implantação). 
§  Baixa necessidade de manutenção reduz o tempo de inatividade do sistema em relação às exigências de manutenção de tecnologias convencionais.
Além das propriedades específicas da transferência de energia para fins de aquecimento, a tecnologia SP é utilizada também para a homogeneização, concentração e destilação de líquidos.

Como funciona?

O líquido é submetido a um processo de "cavitação controlada" através de um equipamento girante especialmente projetado - reator de cavitação. A ação da rotação gera cavitação hidrodinâmica no interior das cavidades do rotor. 


Quando o rotor atinge velocidade suficiente, o líquido de dentro das cavidades é expulso pela ação da força centrifuga criada pela rotação do rotor. Uma queda de pressão (ou vácuo) ocorre no interior dos furos criando ondas de choque.
O processo se repete continuamente em si, assim, a criação de milhões de ondas de choque por minuto que se deslocam através do fluido formam bolhas microscópicas que implodem (cavitação) liberando energia para o líquido
Anos de pesquisa produziu um projeto de bomba que obriga o colapso da bolha de ocorrer dentro do furo do rotor e não à superfície onde o dano cavitacional padrão poderia corroer o metal. Portanto, toda a energia do colapso da bolha é transferido para o líquido sob a forma de calor. 
No vídeo abaixo você verá um rotor girando em água a 3600 rpm em uma invólucro de acrílico transparente. A gravação deste vídeo foi realizada com uma iluminação estroboscópica. Você vai ver a ação da cavitação na parte inferior de cada um dos orifícios.


O gerador  de  SP  aquece  líquidos  de  uma  maneira  totalmente  diferente,  criando o calor diretamente no líquido.
No gerador de SP, não existem superfícies de transferência de calor - as superfícies de metal são, na verdade, mais frias do que o líquido.
Além disso, como as ondas de choque são geradas dentro de tolerâncias estreitas, existe um efeito de limpeza ultrassônica que ocorre sobre as superfícies do metal no interior do gerador de SP. Este efeito de limpeza em conjunto com uma temperatura negativa entre o metal líquido assegura um aquecimento livre da formação de incrustações nas paredes internas do reator.
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Griggs Patenteou seu dispositivo em 1993 (Patente dos EUA n º 5.188.090) e começou a fabricar uma versão comercial para fins de aquecimento em pequena escala.
Griggs fundou a Hydro Dynamics Inc (www.hydrodynamics.com). Os clientes incluem o Departamento de Polícia de Atlanta, uma estação do Corpo de Bombeiros, uma planta de lavanderia à seco, e um ginásio de esportes. Todas as instalações permanecem em operação a mais de 10 anos.

A seguir você pode ver um depoimento que foi filmado depois de um ano da instalação da bomba hidrosônica na estação do Corpo de Bombeiros da cidade de Albany - Atlanta (EUA).



Outros vídeos...



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Overunity?
Alguns entusiastas afirmam que o sistema de aquecimento por cavitação trata-se de um processo "overunity", isto é, o dispositivo produz mais energia na forma de calor do que é colocado inicialmente em forma de energia elétrica para mover o motor elétrico.
Em Janeiro de 1994, o renomado físico Jed Rothwell conduziu uma detalhada investigação sobre as funcionalidades da bomba hidrosônica:
- Durante exaustivos testes, Rothwell observou que fornecendo cerca de 3 KWh a um motor elétrico durante um período de 20 minutos, a bomba hidrosônica era capaz de produzir aproximadamente 19.050 BTUs de aquecimento. 
Efetuando as devidas conversões de unidade (19.050 BTU = 5,58 KWh) foi possível perceber que a energia térmica produzida pelo dispositivo era cerca de 175% maior do que a energia consumida pelo equipamento.
De qualquer forma, ainda existem muitas controvérsias sobre este assunto. Overunity ou não a o desenvolvimento da tecnologia SP está apenas começando...

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