Канал для двухфазного потока

 

Изобретение относится к мгшинострбё 1 нию и может быть использовано в областях промышленности, связанных с транспортировкой газожидкостных потоков, в частности , в теплоэнергетических системах. Целью изобретения является повышение надежности работы канала двухфазного потока и снижение гидравлических потерь путем стабилизации закрутки потока. Поставленная цель достигается введением дополнительного послевключенного участка постоянного шага оптимальной длины, плавно сопрягаемого с входным участком переменного шага, при этом оптимальная длина 12 определяется соотношением z -D .0,97 exp 0-085 K 1 -1,07 (а- 0,61 j2, где D -диаметр завихрителя и канала; К - число лопаток завихрителя (заходов шнека); аугол закрутки на диаметре. 1 ил.

СОЮЗ СОВ(ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЙМ И ОТКРЪITNAM

ПРИ ГКНТ CCCP

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4933677/29 (22) 30.04.91. (46) 23,08.92. Бюл. М 31 (71) Одесский политехнический институт (72) П.В.Филиштинский, А,Ю.Погосов, А.В,Королев и С,Л.Ясийевич (56) Авторское свидетельство СССР

M 1312298, кл. F 16 (55/07, 1987. (54) КАНАЛ ДЛЯ ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА (57) Изобретение относится к машинострое -»" нию и может быть использовано в областях промышленности, связанных с транспорти--,— ровкой газожидкостных потоков, в частно- " сти, в теплоэйергетических сист е мах.

Изобретение относится к энергетике, транспорту, а также иожет быть использо- вано в областях промышленности, связанных с транспортировкой двухфазных потоков.

Известно, что течение двухфазного потока в снарядно-пробковом или расслоенном режиме по трубопроводу с местным сопротивлением сопровождается гидравлическими ударами, являющимися причиной .. вибрации канала. Известны различные спо-: собы борьбы с вибрацией, в том числе устраняющие ее причину и заключающиеся в замене режима течения снарядно-пробкового на дисперсный либо дисперсно-кольцевой (а.с. СССР М 28925, 1968, а.с. СССР . % 945584, 1980, а.с. СССР f+ 914862, 1982, а.с. СССР М 934152, 1982, а,с. СССР М

1312298, 1987 и др.), .Я3 1756725 А1 (51)з F 16 (55/02, F 15 0 1/04

Целью изобретения является повышение надежности. работы канала двухфазного потока и снижение гидравлических-потерь путем стабилизации закрутки потока.

Поставленная цель достигается введением дополнительного послевключенного участка постоянного шага оптимальной длины, плавно сопрягаемого с входным участком йеременного шага, при этом оптимальная длина Ь определяется соотношением Ig =

=- D0,97ехр (1-1,07(а-0,61) ), где 0 — диаметр завихрителя и канала; К вЂ” число лопаток завихрителя (заходов шнека); аугол закрутки на диаметре. 1 ил.

Прототипом предлагаемого изобретения, наиболее близким по технической сущности является трубопровод для газожидкостных потоков (а,с, СССР N.

131 2298, кл. F 16 1 55/04, Б,И. М 19, 1987). содержащий многозаходный шнек с безударным входом потока и переменным шагом по длине. На эавихрителе пробки разрушаются. Переменйый шаг лопаток смягчает удар, существенно снйжая силу воздействия потока на лопатки, Однакоданное устройство не обеспечивает достижения максимального эффекта, поскольку используется не оптимальный завихритель, Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности работы канала двухфазного потока и снижение гидравлических потерь путем стабилизации закрутки потока.

1756725

Поставленная цель достигается введением дополнительного послевключенного участка постоянного шага ойтимальной длины, плавно сопрягаемого с входным участком переменного шага, при этом оптимальная длийа участка nîñòîÿííoão шага ззвихрителя определяется "соотношением

Ig= О 0.97 ехр (1 -1,07(а-0,61) ) (1) где Π— диаметр эавихрителя (канала):

К вЂ” число лопаток эзвихрйтеля; а — угол закрутки эавихрителя"на диаметре О.

Формула (1) является результатом обобщения экспериментов по определению оптимал ьной длины участка постоянного шага завихрителя, Гидродийамические исследования завихрителей с участком постоянного шага,"установленных в канале для двухфаз- ных потоков„и их результаты подтверждены актом испытаний, который прилагается.

Сопоставительный айализ c "йрототи- пом показывает, что ззявляемое устройство отличается наличием нового участка стабилизации закрученйого потока с постоянным шагом и оптимальной длиной, плавно сопрягаемый с участком переменного шага, что дает основание сделать вывод о соответствии критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями йоказывает„что каналы, трубопроводы для двухфазных потоков широко известны, однако, при введении участка послевключен ного с постоянным шагом и оптимальйой длиной, " которая определяется по определенному соотношению, проявляет новые свойства, что приводит к повышенйю надежности работы канала, стабилизирует закрутку потока. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

Предлагаемое устройство представлено на чертеже. В канале для двухфазного потока 1 перед местным сопротивлением 2 устанавливается многоэаходный шнековый завихритель 3 с безударным входом потока и переменным шагом по длине, Дополни. тельно завихритель содержит послевключенный участок постоянного шага 4 с оптимальйой длиной b, определяемой по формуле (1), Нз плоской развертке внутренней цилиндрической поверхности 5 след лопатки участка завихрителя постоянного шага представлей прямой линией 6.

5 Предлагаемое устройство работает следующим образом, Снарядно-пробковый режим течения на завихрителе 3 плавно беэ гидроударов преобразуется в дисперсно-кольцевой. Даль10 нейшее прохождение двухфазного потока через местйые сопротивления 2 в таком режиме вибрацией не сопровождается. Участок постоянного шага завихрителя стабилизирует закр",.тку, что обеспечивает

15 ее сохранение на большей длине и повыша ет надежность работы канала. Либо при аналогичной величине закрутки в промежуточной точке канала значение начальной закрутки будет снижено, что приводит к

20 уменьшению гидравлическйх потерь.

Примером конкретной реализации устройства может служить пароводяной канал, содержащий литой, сварной, штампованнйй трехлопаточный ззвихритель с послев25 ключенным участком постоянного шага длиной Iz - 0,4 D и углом закрутки а- 70, Завихритель состоит из центрального цилиндрического стержня с обтекателями на входе и выходе, на котором размещены ло30 патки с переменным углом закрутки по радиусу и длине.

Формула изобретения

Канал для двухфазного потока. содержащий местное гидравлическое со35 противление на выходе и завихритель, выполненный в виде многоэаходного шнека с безударНым входом и переменным по длине шагом, устзйовленный перед местным сопротивлением, отличающийся тем, 40 что, с целью повышения надежности работы канала путем стабилизации закрутки потока, завихритель дополнительно снабжен послевключенным участком с постоянным шагом, плавно сопрягаемым с участком пе45 ременного шага, а.длина I участка постоянного шага выбрана равной

I =00,97ехр . (1-1,07(а-0,61) ), где D — внутренний дйаметр канала, К— число заходов шнека. а — угол на выходе

50 шнека

1756725

Составитель П. Филйштинский

Реда,ктор О. Стенина Техред Ч.Моргентал Корректор И. Шмакова

Заказ 3081, Тираж .- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета tie изобретениям и открытйяМ йри ГКНТ СССР

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

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