Способ уменьшения гидравлического сопротивления трубопровода

 

Изобретение относится к гидромеханике, в частности к трубопроводам для транспортирования жидких и газообразных сред, и может быть использовано для трубопроводов, работающих в режиме турбулентного течения. Целью изобретения является повышение эффективности устройства и расширение его функциональных возможностей путем обеспечения заданных радиальных габаритов. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем по крайней мере один диффузорный и установленный последовательно с ним выравнивающий участки, последний выполнен в виде хонейкомба-детурбулизатора, установленного на расстоянии АI от выхода диффузорного участка с ячейкой размером а. За диффузорным участком установлен конфузор с криволинейной поверхностью, причем А1 < h , а = 0,1 - 0,5di. h = 1-5, где h - характерный размер турбулизатоpa; di - начальный диаметр диффузорного участка. 1 ил.(Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) s F 15 D 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4626901/29 (22) 27.12.88 (46) 23.02.92. Бюл. N 7 (71) Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского и Центральный аэрогид-. родинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского (72) И.В.Фадеев, Ю.Л.Лашков, В.В.Михайлов и Г.В.Eнютин (53) 62-408.64 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 379810, кл. F 17 D 1/20, 1970. (54) СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА (57) Изобретение относится к гидромеханике, в частности к трубопроводам для транспортирования жидких и газообразных сред, и может быть использовано для трубопровоИзобретение относится к транспортированию жидких и газообразных сред и может быть использовано для трубопроводов, работающих в режиме турбулентного течения.

Известен способ однородного распределения скоростей по сечению трубы.

Согласно указанному способу в трубопроводе устанавливают неоднородный резистивный элемент для получения однородного профиля скоростей потока через, трубопровод. его сопротивление изменяют так, чтобы обеспечить равномерное распределение скоростей по сечению сердечника.

К недостаткам данного способа относится повышенная трудоемкость и слож,,5U(„) 1714232 А1 дов, работающих в режиме турбулентного течения. Целью изобретения является повышение эффективности устройства и расширение его функциональных возможностей путем обеспечения заданных радиальных габаритов. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем по крайней мере один диффузорный и установленный последовательно с. ним выравнивающий участки, последний выполнен в виде хонейкомба-детурбулизатора, установленного на расстоянии h 1от выхода диффузорного участка с ячейкой размером а. 3а диффузорным участком установлен конфузор с криволинейной поверхностью, причем

Л! h, а = 0,1 — 0,5d>. h = 1 — 5, где h— характерный размер турбулизатора; d1 — начальный диаметр диффузорного участка.

1 ил, ность, значительное гидравлическое сопротивление неоднородного резистивного элемента в целом, что резко снижает эффективность способа для трубопроводов, работающих в режиме турбулентного течения.

Известен способ изменения (уменьшения) гидравлического сопротивления магистрали трубопровода согласно которому, основанному на изменении геометрии проточнбй части магистрали за счет механической обработки последней, в магистраль вставляют элемент типа сопла Вентури и последовательно укорачивают (удлиня ют) его выходную часть для уменьшения (увеличения) длины выходного диффузора и его диаметра.

1714232

Формула изобретения

Способ уменьшения гидравлического сопротивления трубопровода, заключающийся в периодическом последовательном расширении и сужении потока, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления путем ламиниризации течения, поток пропускают через детурбулизатор в конце процесса расширения, Составитель И. Фадеев

Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Редактор M. Янкович

Заказ 676 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

В известном способе. гидравлическое сопротивление регулируется с помощью изменения длины выходного диффузора и его диаметра, При необходимости минимального гидравлического сопротивления магист- 5 рали устанавливают максимальную длину и диаметр.

Недостаток известного способа — значительное гидравлическое сопротивление трубопровода (имеется в виду, естественно, 10 тот случай, когда длина выходного диффузора и его диаметр максимальны).

Целью изобретения является снижение гидравлического сопротивления путем ламинаризации течения, 15

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе уменьшенйя гидравлического сопротивления, включающем периодическое последовательное расширение и сужение потока, поток пропускают через 20 детурбулизатор в конце процесса расширения.

При постепенном расширении проточной части трубопровода. увеличивается степень турбулентности потока, однако 25 уменьшается скорость среды и, соответст,венно, потери. Установка детурбулизатора в зоне наибольшего сечения проточной части способствует тому, что пассивное сопротивление, оказываемое самим элементом, 30 уменьшается, а степень турбулентности в значительной мере снижается. При сужении проточной части трубопровода до первоначального размера возникает поджатие потока, имеющего выравнен- 35 ное поле скоростей, т.е. более однородные характеристики за счет наличия детурбулизирующего элемента. При этом поджатие потока осуществляется более интенсивно, чем его предыдущее расширение, поскаль- 40 ку участок сжатия имеет меньшую относительно участка расширения длину. Интенсивное поджатие потока с однородными характеристиками способствует его эффективной ламинаризации, которая, как известно, обеспечивает значительное уменьшение гидравлического сопротивления трубопровода.

Способ осуществляется следующим образом.

Проточную часть трубопровода диаметром d> постепенно расширяют на участке длиной 1 =7-10 б1 и углом раствора а 7О, Детурбулизирующий элемент, в качестве которого используют "хонейкомб" с размером ячейки а = 0,1 — 0,5 d> и продольным размером а = 1-5 4, устанавливают после участка расширения. Диаметр наибольшего поперечного сечения составляет dr=2 — 5d1.

После этого проточную часть трубопровода плавно сужают на участке длиной lz = 0,250,31 до размеров входного сечения проточной части трубопровода.

Проведенные расчеты показали, что применение предлагаемого способа позволяет уменьшить местное гидравлическое сопротивление трубопровода на 10 — 30 в зависимости от свойств текучей среды и скорости перекачки.