Устройство для спрямления профиля скоростей потока жидкости или газа

Устройство для спрямления профиля скоростей потока жидкости или газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щи) G 01 Р 5 00

ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ с +ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,. ., К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3426388/18-10 (22) 16.04.82 (46) 30.06.83. Бюл. Н4 24 (72) В. Я. Суслов (53) 5325 (088.8) (56) 1. Повх И. Л. Аэродинамический эксперимент в машиностроении, М.— Л., "Машиностроение", 1965, с. 137 — 144..

2. Авторское свидетельство СССР N 664101, кл. G 01 Р 5 00, G 01 P 5 00, G 01 F 1 00, 1977 (прототип).

Л0„„ 1026058 А (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПРЯМЛЕНИЯ

ПРОФИЛЯ СКОРОСТЕЙ ПОТОКА ЖИДКОСТИ

ИЛИ ГАЗА,. содержащее участок трубопровода с раэмещенным в нем местным сопротивлением в виде решетки, о т л и ч а ю щ е е е я тем, что, с целью синае имя энергопо. терь, перед решеткой по потоку раэмещейы сферические тела нулевой плавучести, диаметр которых (4) находится с шириной ячеек решетки (Ь) в соотношении 0,05 Ь w d с 0 84.

1026058

Если убрать половину шаров 2, гидравлическое сопротивление уменьиштся. Если дать возИзобретение относится к измерению параметров движения и может быть использовано совместно с устройствами для измерения скоростей и расхода потоков жидких и газообразных сред, в также в газо-гнцродинамических установках различного назначения.

Известны устройства для спрямления потока, выполненные в виде жестко фиксированных, равномерно распределенньгх по сечению трубопровода местных сопротивлений, таких, как сетки, решетки, пластины с отверстиями н тд. (11.

Известно также устройство для спрямления потока, содержащее участок трубопровода с размещенным в нем местным сопротивлением в виде решетки (2j.

Эффективность выравнивания нрофнля скоростей определяется величиной коэффициента сопротивления устройств типа решеток. При неравномерном набегающем потоке струйки потока с более высокими скоростями должны преодолевать более высокие сопротивления, поэтому сетки и решетки уменьшают различия в скоростях.

Однако известные устройства для выравнивания профиля потока характеризуются значительными энергопотерями, так как в них лрименянп сопротивления с мелкими ячейками,, что, кроме того, способствует загрязнению сеток и решеток и еще в большей степени увеличивает знергопотери, Цель изобретения — снижение энергопотерь.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для спрямления профиля скоростей потока жидкости или газа, содержащем участок трубопровода с размещенным в нем местным .сопротивлением в виде решетки, перед решеткой по потоку размещены сферические тела нулевой плавучести, диаметр которых (dj находится с шириной ячеек решетки (Ь) в соотношении 005 Ь< d <08b.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фнг. 2 — первоначальное положение сферических тел при различныхпрофилях набегающего потока, соответственно симметричный профиль„скошенные профили, прямой профиль.

Устройство состоит из участка трубопровода 1, свободно помещенных внутри него шаров 2 нулевой плавучести или с плотностью, близкой к плотности среды, протекающей по трубопроводу 1, удерживающей их решетки

3, расположенной относительно шарон 2 ниже по потоку, и дополнительной решетки 4, распо. ложенной относительно шаров 2 выше по потоку, назначение которой состоит в ограничении свободы перемещенных шаров 2 вдоль трубопровода 1, в соответствии с чем ячейки последней решетки имеют сечения несколько

40 меньше диаметра шаров 2, При выборе величины ячеек удерживающей решетки 3 исходит из того, чтобы предотвратить проваливание через них или застревание в них шаров 2 и вместе с тем, чтобы такая решетка не вызывала заметного увеличения сопротивления.

Шары 2 могут быть изготовлены, например из тонкой пластиковой пленки, герметичными при работе с газообразными средами, при работе с жидкостями условие герметичности шаров 2 не ставится, более того, их предварительно полностью заполняют рабочей жидкостью.

Устройство работает следующим образом.

Карьг 2, находящиеся между решетками

3 и 4, при движении среды прижимаются к решетке 3, но имеют воэможность неремещатв. ся под действием гидродинамическнх сил по сечению трубы 1. При набегаиии на каждый . из шаров 2 неравномерного потока s соответствии с уравнением Бернулли статическое давление будет большим со стороны сферы, где скорость потока меньше. Вследствие этого каждый иэ шаров 2 перемещается в зону больших скоростей до тех цор, пока суммарные статические давления по обе стороны сферы не станут одинаковыми. В результате мест. ное сопроппзлсние (сфера) оказывается всегда на пути струйки тока с более высокой скоростью, что приводит к выравниванию профиля скоростей потока.

На фнг.2 показано, что шары 2 групцируются по сечению трубопровода 1 соответственно профилю набегающего потока: при симметричном выпуклом профиле — в приосевой зоне, при скошенных профилях — у стенки трубопровода 1 со стороны, где скорость потока наибольшая, если скорость потока одинакова по всему профилю, шары 2 распределяются по сечению трубопровода 1 равномерно.

Таким образом при различных профилях скорости предлагаемое устройство приводит к л спрямлению профиля.

Для сравнения предлагаемого устройства с известным устройством типа решеток рассмотрим их в линейно скошенном потоке.

Эффективность выравнивающего устройства с нетюдвижными элементами определяется только величиной коэффициента сопротивления. Выравнивание профипя скорости с по--, мощью устройства типа решеток и с помощью слоя жестко фиксированных, равномерно расположенных по сечению труби шаров с тем же гидравлическим сопротивлением будет одинаково. можность оставшимся шарам 2 перемещаться по сечению трубы 1, они тге1:-з. щут в зону мак Э 1026058 . 4 симальных скоростей, что приведет к более что позволяет более эффективно выравнивать эффективному выравниванию профиля скорос- профиль скоростей при меньших энергопотетей, чем с помощью устройств типа решетки. рях потока.

Аналогично будет обстоять дело в случае дру- Ячейки решеток 3 и 4, удерживающих шагих профилей скорости. 5 ры 2, достаточно велики, чтобы они не вызыТаким образом, в устройстве местное гид- . вали заметного увеличения энергетических поравлическое сопротивление автоматически пе- терь, но достаточю малы для того, чтобы рераспределяется в зону больших скоростей, избежать проваливания и застревания шаров 2.

Составитель В. Власов

Техред А.Бабинед Корректор С. Шекмар

Редактор А. Курах

Заказ 4550/36 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4