Способ увеличения реактивной тяги истекающей струи

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для создания водометов, например водометных судовых движителей. Способ заключается в нагреве выбрасываемой через канал или сопло рабочей жидкости. Причем нагрев рабочей жидкости производят без изменения ее агрегатного и фазного состояния до температуры, превышающей температуру насыщения жидкости при давлении среды, в которую происходит истечение струи. При этом канал или сопло выполняют с расширяющимся выходным участком. Изобретение позволяет существенно увеличить реактивную тягу истекающей струи.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для создания водометов, например водометных судовых движителей.

Водометные движители вследствие предельной простоты конструкции, надежности и возможности работы на мелководье получили большое распространение для привода многих типов судовых транспортных средств.

Известен способ создания реактивной тяги в судовом водометном движителе (аналог) путем выброса через канал или сопло бортовой воды с помощью прокачивающего воду насоса [1]. Недостатком такого способа является необходимость применения специального насоса и существенно меньшая эффективность (КПД) водометного двигателя по сравнению с гребным винтом на умеренных скоростях.

Известен принимаемый в качестве прототипа изобретения способ увеличения реактивной тяги истекающей струи путем нагрева выбрасываемой через канал или сопло рабочей жидкости (воды) горячим газом [2]. Согласно этому способу горячий газ и забортная вода могут подаваться к соплу поочередно или непрерывно через эжектор с использованием воды в качестве эжектирующей среды. Использование расширения сжатого горячего газа в сопле по сравнению с [1] создает дополнительную тягу и повышает КПД водометного движителя.

Достигаемым результатом изобретения является существенное увеличение реактивной тяги истекающей струи.

Указанный результат обеспечивается тем, что в способе увеличения реактивной тяги истекающей струи путем нагрева выбрасываемой через канал или сопло рабочей жидкости согласно изобретению нагрев рабочей жидкости производят без изменения ее агрегатного и фазного состояния до температуры, превышающей температуру насыщения жидкости при давлении среды, в которую происходит истечение струи, а канал или сопло выполняют с расширяющимся выходным участком.

Нагрев рабочей жидкости без изменения ее агрегатного и фазного состояния реализуется путем поддержания давления при нагреве выше атмосферного и использования для нагрева поверхностного теплообменника или электронагревателя (смешение нагреваемой жидкости с горячим газом исключается). Поскольку за рабочим каналом или соплом давление ниже давления нагретой жидкости, в процессе движения вдоль канала или сопла перегретой по отношению к этому давлению жидкости наступает момент равенства ее температуры с температурой насыщения при некотором промежуточном давлении. Жидкость при этом мгновенно вскипает, а образующийся в большом количестве пар, расширяясь в сопле с расширяющимся выходным участком (сопле Лаваля), приобретает значительную скорость, что приводит к соответствующему резкому (в несколько раз) возрастанию реактивной тяги струи, что подтверждается данными экспериментального исследования истечения вскипающей воды через сопло Лаваля.

Пример. При температуре 275oС, что соответствует давлению на линии насыщения примерно 6 МПа (60 атм.) расчетное значение реактивной тяги при истечении несжимаемой жидкости (воды) через короткое отверстие составляет примерно 3 Н. Для тех же условий при истечении вскипающей воды через расширяющееся сопло тяга увеличивается примерно до 11 Н, т.е. в 3,7 раза. При этом изменение угла расширения в пределах 10-20o слабо влияет на тягу сопла. С ростом температуры от 225 до 325oС тяга возрастает примерно от 3 до 21 Н, т.е. примерно в 7 раз.

Источники информации 1. Патентная заявка США 5490804, В 63 Н 11/00, 1996.

2. Патент РФ 2165375, 7 В 63 Н 11/09, 1999.

Формула изобретения

Способ увеличения реактивной тяги истекающей струи путем нагрева выбрасываемой через канал или сопло рабочей жидкости, отличающийся тем, что нагрев рабочей жидкости производят без изменения ее агрегатного и фазного состояния до температуры, превышающей температуру насыщения жидкости при давлении среды, в которую происходит истечение струи, а канал или сопло выполняют с расширяющимся выходным участком.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым движителям
Судно // 2072160

Изобретение относится к судостроению, а именно к водореактивным движителям, и может быть использовано в качестве привода для судов различного назначения, а также в качестве двигателя-насоса для циркуляционных контуров

Изобретение относится к судостроению , а именно к водометным движителям

Изобретение относится к судостроению , а именно к газоводометному движителю судна

Изобретение относится к судостроению

Движитель // 1654130
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для импульсного перемещения подводных объектов

Изобретение относится к судостроению и позволяет повысить эффективность движителя

Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движителям маломерных судов

Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движителям судов и других плавсредств

Изобретение относится к судостроению и касается разработки водометных движителей с реверсивно-рулевым комплексом (ВДРК)

Изобретение относится к судостроению, в частности к водозаборникам водометных движителей судов

Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движителям судов и других плавсредств

Изобретение относится к судостроению, в частности к водометным движителям судов с осевыми насосами

Изобретение относится к судостроению, к водометным судовым установкам

Изобретение относится к движительным системам плавающих транспортных средств, а именно, к конструкции проточных трактов водометных движителей

Изобретение относится к судостроению, а именно к водозаборникам движительных установок судов с водометными и гидрореактивными движителями, гребными винтами

Изобретение относится к судостроению, а именно к водозаборникам судов с водометными и гидрореактивными движителями, преимущественно с глубопогруженной приемной частью
Наверх