Способ транспортирования жидкости, газа, порошка и их смесей и транспортная система для его осуществления

 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и позволяет снизить энергетические потери на трение при транспортировании по трубам нефти, газа, воды, воздуха, порошка и их смесей, обладающих гидро-, аэродинамическими свойствами . Для транспортирования используют трубопровод 2 с периодическими идентичными сужениями и расширениями. Частоту подачи среды устанавливают равной частоте , выделенной из спектра собственных частот пульсаций. Расстояние между ближайшими сужениями равно отношению средней скорости движения пульсирующего потока к выделенной частоте колебаний потока . Подающее устройство 1 выполнено в виде нагнетателя периодического действия и на выходе снабжено диффузором 3, а трубопровод 2 на входе - конфузором 4, примыкающими друг к другу расширенными частями. Длина системы диффузор-конфузор равна расстоянию между ближайшими сужениями трубопровода 2, что формирует регулярную последовательность импульсов. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s F 17 0 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4617061!29 (22) 06.12.88 (46) 30.09.91. Бюл. М 36 (71) Горный филиал Всесоюзного института огнеупоров (72) M,З.Гармаш (53) 621.643 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬВ 1323735, кл. Е 21 F 1/00, 1987. (54) СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ

ЖИДКОСТИ, ГАЗА, ПОРОШКА И ИХ СМЕСЕЙ И ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к трубопроводному транспорту и позволяет снизить энергетические потери на трение при транспортировании по трубам нефти, газа, воды, воздуха, порошка и их смесей, о0падающих гидро-. аэродинамическими свойст„, Ы„„1681139 А1 вами. Для транспортирования используют трубопровод 2 с периодическими идентичными сужениями и расширениями. Частоту подачи среды устанавливают равной частоте, выделенной из спектра собственных частот пульсаций. Расстоя ние между ближайшими сужениями равно отношению средней скорости движения пульсирующего потока к выделенной частоте колебаний потока. Подающее устройство 1 выполнено в виде нагнетателя периодического действия и на выходе снабжено диффузором 3, а трубопровод 2 на входе — конфузором 4, примыкающими друг -к другу расширенными частями. Длина системы диффузор-конфузор равна расстоянию между ближайшими сужениями трубопровода 2, что формирует регулярную последовательность импульсов, 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

1681139

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для транспортирования по трубам нефти, газа, воды, воздуха, порошка и их смесей, обладающих гидро-, аэродинамическими свойствами.

Цель изобретения — снижение энергетических потерь на трение при транспортировании среды.

На чертеже показана предлагаемая транспортная система.

Транспортная система содержит подающее устройство 1, транспортный трубопровод 2 с периодическими идентичными сужениями и расширениями поперечного проходного сечения, при этом расстояние между ближайшими сужениями равно отношению средней скорости движения пульсирующего потока к выделенной частоте колебаний потока. Устройство 1 выполнено в виде нагнетателя периодического действия (насосную или компрессорную станцию) и на выходе снабжено диффузором 3, а трубопровод 2 на входе — конфузором 4, примыкающими друг к другу расширенными частями, при этом длина системы диффузор-конфузор равна расстоянию между бли-. жайшими сужениями трубопровода.

Кроме того, устройство содержит датчик 5 скорости потока и датчик 6 частоты пульсаций потока в трубопроводе и блок 7 управления.

Способ транспортирования осуществляется следующим образом, Посредством устройства 1 периодического действия порции транспортируемой среды вводят (подают) в трубопровод 2 последовательно, плавно регулируя частоту ввода по сигналам датчиков 5 и 6, по команде блока 7, который содержит компьютер.

Оптимальная частота подачи порций определяется на основе известного выражения для волновых процессов

V =-vg, (1) где V — скорость распространения волны;

v — частоты колебания;

А — длина волны,.

8 соответствии с условием согласования собственных параметров динамической системы и параметров внешнего воздействия выражение (1) представляем в следующем виде: ср = П, (2) где Wcp = V — средняя скорость движения газа в пульсирующем потоке;

f = v частота пульсаций потока, она >хе согласованная частота подачи среды;

I=. il; — расстояние между ближайшими сужениями транспортного трубопровода.

Основная сущность изобретения заключается в согласовании, приведении к однозначному соответствию двух множеств: характеристик естественного волнового процесса(частоты свободных колебаний потока в трубопроводе, скорости свободного распространения волны, длины волны) и характеристик внешних воздействий (вынужденной частоты подачи порции среды, вынужденной (напорной) скорости потока, "вынужденной" пространственной периодичности, обеспечиваемой синусоидальной формой продольного профиля внутренней поверхности стенки гафрированного трубопроводаа).

Соблюдение указанных условий способствует улучшению когерентных свойств больших ансамблей частиц, вследствие чего подавляющее их число начинает колебаться согласованно с постоянной разностью фаз, что приводит к уменьшению подвижности их относительно одна другой и снижению вязкого внутреннего трения в потоке, Рналогичные процессы протекают и в пограничном слое вблизи от твердой стенки трубопровода. Естественному (свободному) процессу расширения и сжатия потока приводится в соответствие конструктивное (обьемное) расширение и сужение проходного поперечного сечения трубопровода, что способствует снижению трения потока о стенки трубопровода.

Для улучшения ввода порций среды в трубопровод используется диффузор 3, которым снабжено устройство 1 периодического действия (на выходе) и который расширенной частью проходного сечения примыкает к расширенной части конфузора

4, принадлежащего транспортному трубопроводу 2 (на входе в трубопровод). Такое техническое решение улучшает условия транспортирования среды по трубам с самого начала ввода среды в трубопровод и транспортирования ее по трубопроводу в пульсационном режиме — формируется регулярная последовательность импульсов.

Как известно, диффузор увеличивает.давление на входе в транспортный трубопровод, частично преобразуя кинетическую энергию потока в потенциальную, конфуэор, обращенный к диффузору расширенной частью, лучше принимает поток (беэ резкого излома траекторий движения частиц), увеличивает кинетическую энергию поступательного движения среды вдоль трубопровода, а система диффузор-конфузор как целое способствует уменьшению внутреннего вязкого и поверхностного трения, понижению степени развития кавитации жидкости в диффуэоре, конфузоре и

1681139

Составитель И.Салькова

Техред.М.Моргентал Корректор М.Кучерявая

Редактор Т.Горячева

Заказ 3304 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 транспортном трубопроводе, явления, вредно воздействующего на внутреннюю поверхность проточных каналов, вследствие чего уменьшается сопротивление движению потока, снижаются потери энергии потока и кавитационная эрозия внутренней поверхности диффузора, конфузора и транспортного трубопровода. Геометрическая форма и размеры системы диффузорконфузор как целого, эквивалентные одному расширению трубопровода, приводят к качественно новому результату.

Формула изобретения

1. Способ транспортирования жидкости, газа, порошка и их смесей, включающий периодическую подачу среды в трубопровод и транспортирование ее по трубопроводу, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат на трение при транспортировании среды, для транспортирования используют трубопровод с периодическими идентичными сужениями и расширениями, при этом частоту подачи среды устанавливают равной частоте, выделенной из спектра собственных ча5 стот пульсаций.

2. Транспортная система для транспортирования жидкости; rasa, порошка и их смесей, содержащая подающее устройство, транспортный трубопровод с периодиче10 скими идентичными сужениями и расширениями поперечного проходного сечения, при этом расстояние между ближайшими сужениями равно отношению средней скорости движения пульсирующего потока к

15 выделенной частоте колебаний потока, о т ли ч а ю щ а я с я тем. что подающее устройство выполнено в виде нагнетателя периодического действия и на выходе снабжено диффузором, а трубопровод на входе — кон20 фуэором, примыкающим друг к другу расширенными частями, при этом длина системы диффузор-конфузор равна расстоянию между ближайшими сужениями трубопровода.