Гофрированный газопровод с подавлением шума и вибрации
Владельцы патента RU 2589893:
Акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" (RU)
Гофрированный газопровод предназначен для транспортирования газов или газожидкостных смесей. Гофрированный газопровод содержит, по меньшей мере, один гофрированный отрезок трубы, отношение шагов гофры которого лежит в пределах 0,3-0,9, а отношение амплитуд - в пределах 0,8-1,2, при этом он снабжен плоской опорной плитой и, по меньшей мере, двумя закрепленными к опорной плите крепежными скобами, имеющими внутренний диаметр, соответствующий внешнему диаметру гофрированного отрезка трубы, и охватывающими наружную поверхность гофрированного отрезка трубы с обеспечением изгиба гофрированного отрезка трубы, расположенного между крепежными скобами, с радиусом кривизны изгиба, равным 2-4 диаметра гофрированного отрезка трубы. Технический результат - повышение эффективности подавления шума и вибрации, возникающих за счет неустойчивости внутреннего потока перекачиваемой среды в гибких трубопроводах с гофрированной стенкой. 1 ил.
Изобретение относится к гофрированным трубам, а именно к трубам, в том числе к шлангам, содержащим гофрированные участки, предназначенным для транспортирования газов или газожидкостных смесей.
Перспективное направление применения изобретения - использование гибких гофрированных трубопроводов для доставки углеводородов от подводных скважин к плавучим платформам и от плавучих платформ к транспортным судам и береговым сооружениям.
Известен гофрированный газопровод, содержащий корпус в виде гофрированной трубы, который снабжен звукопоглощающей вставкой, размещенной с зазором относительно внутренней поверхности корпуса и повторяющей форму последней, и перфорированными кольцами из жесткого пористого шумопоглощающего материала, установленными между вставкой и корпусом в его минимальных сечениях (Патент РФ МПК F01N 1/00 №2298668 от 15.12.2005 г.)
Недостатком этого устройства является загромождение внутренней полости газопровода звукопоглощающими элементами (вставкой и кольцами), снижающее его производительность.
Известен гофрированный трубопровод, содержащий участки с различным шагом гофра (RU МПК F16L 11/11, №2028535, от 06.05.1992). Данное устройство обеспечивает повышение работоспособности и надежности трубопровода в условиях повышенной вибрации, передаваемой от патрубков к трубопроводу, но не обеспечивает подавление шума и вибрации, возникающих за счет турбулентности потока среды внутри трубопровода.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению (прототипом) является известный гофрированный газопровод с подавлением шума и вибрации, содержащий по меньшей мере, один гофрированный отрезок трубы 1, отношение шагов гофры которого лежит в пределах 0,3-0,9, а отношение амплитуд - в пределах 0,8-1,2 (Патент РФ МПК F16L 11/00, F15D 1/02, F01N 1/00 №2369798 от 24.04.2008 г.).
Недостатком прототипа является недостаточный эффект снижения шума и вибрации в гибких гофрированных трубопроводах, возникающих за счет неустойчивости внутреннего потока перекачиваемой среды, а также в усложнении технологии производства трубопроводов с переменной периодичностью гофрировки.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности подавления шума и вибрации, возникающих за счет неустойчивости внутреннего потока перекачиваемой среды в гибких трубопроводах с гофрированной стенкой и упрощение технологии производства трубопроводов с переменной периодичностью гофрировки.
Технический результат достигается за счет того, что гофрированный газопровод с подавлением шума и вибрации, содержащий, по меньшей мере, один гофрированный отрезок трубы, отношение шагов гофры которого лежит в пределах 0,3-0,9, а отношение амплитуд - в пределах 0,8-1,2, снабжен плоской опорной плитой и по меньшей мере двумя закрепленными к опорной плите крепежными скобами, имеющими внутренний диаметр, соответствующий внешнему диаметру гофрированного отрезка трубы, и охватывающими наружную поверхность гофрированного отрезка трубы с обеспечением изгиба гофрированного отрезка трубы, расположенного между крепежными скобами, с радиусом кривизны изгиба, равным 2-4 диаметра гофрированного отрезка трубы.
На чертеже схематически представлен гофрированный газопровод с подавлением шума и вибрации.
Гофрированный газопровод с подавлением шума и вибрации содержит, по меньшей мере, один гофрированный отрезок трубы 1, отношение шагов гофры которого лежит в пределах 0,3-0,9, а отношение амплитуд - в пределах 0,8-1,2, плоскую опорную плиту 2 и по меньшей мере две крепежные скобы 3 и 4, закрепленные к плоской опорной плите 2 посредством болтов 5, имеющие внутренний диаметр, соответствующий внешнему диаметру гофрированного отрезка трубы 1, и охватывающие наружную поверхность гофрированного отрезка трубы 1 с обеспечением изгиба гофрированного отрезка трубы 1, расположенного между крепежными скобами 3 и 4, с радиусом кривизны изгиба, равным 2-4 диаметра гофрированного отрезка трубы 1.
Устройство работает следующим образом.
Поток газа поступает во внутреннюю полость газопровода и, по меньшей мере, в один гофрированный отрезок трубы 1 с отношением амплитуд в пределах 0,8-1,2, который изогнут за счет закрепления его между плоской опорной плитой 2 и, по меньшей мере, двумя крепежными скобами 3 и 4, прикрепленными к плоской опорной плите 2, посредством болтов 5, причем внутренний диаметр крепежных скоб 3 и 4 соответствует внешнему диаметру гофрированного отрезка трубы 1 и охватывает наружную поверхность гофрированного отрезка трубы 1 с обеспечением изгиба гофрированного отрезка трубы 1, расположенного между крепежными скобами 3 и 4. При этом радиус кривизны изгиба выбирается равным 2-4 диаметра гофрированного отрезка трубы 1. Кривизна изгиба обеспечивает отношение шагов гофры в пределах 0,3-0,9.
Известно, что акустические процессы, сопровождающие прохождение потока газовой среды в гофрированной трубе, характеризуются функцией, отражающей суммарные энергетические потери в зависимости от частоты, шага гофрировки и скорости потока среды. Положительные значения суммарных энергетических потерь соответствуют затуханию акустических колебаний в гофрированной трубе, а отрицательные значения суммарных энергетических потерь соответствуют генерации акустических колебаний в гофрированной трубе. Суммарные потери включают меняющую знак составляющую потерь, связанную с обтеканием профиля внутренней поверхности гофра, и положительную составляющую, связанную с вязкостью и теплопроводностью среды.
Сложное сочетание указанных физических процессов и их влияние друг на друга предполагает, что известные соотношения параметров гофра не будут полностью соответствовать поставленной задаче подавления шума и вибрации в газопроводе. Предложенное устройство включает в себя возможность оперативного изменения параметров гофра, что позволит в каждом конкретном случае решить задачу подавления автоколебаний в газопроводе за счет выбора нужного искривления гофрированного отрезка трубы.
Экспериментальные проверки показали, что эффект подавления генерации колебаний потоком, протекающим через изогнутую гофрированную трубу, и, соответственно, снижение шума и вибрации, реализуется при указанных выше параметрах, причем технология изготовления участков подавления шума и вибрации в газопроводе значительно упрощается.
Гофрированный газопровод с подавлением шума и вибрации, содержащий, по меньшей мере, один гофрированный отрезок трубы, отношение шагов гофры которого лежит в пределах 0,3-0,9, а отношение амплитуд - в пределах 0,8-1,2, отличающийся тем, что он снабжен плоской опорной плитой и по меньшей мере двумя закрепленными к опорной плите крепежными скобами, имеющими внутренний диаметр, соответствующий внешнему диаметру гофрированного отрезка трубы, и охватывающими наружную поверхность гофрированного отрезка трубы с обеспечением изгиба гофрированного отрезка трубы, расположенного между крепежными скобами, с радиусом кривизны изгиба, равным 2-4 диаметра гофрированного отрезка трубы.