Аэродинамический фильтр



Аэродинамический фильтр
Аэродинамический фильтр
Аэродинамический фильтр
Аэродинамический фильтр
Аэродинамический фильтр
F16L55/02727 - Вспомогательные устройства для трубопроводной сети (предшествующие группы и группы F16L 57/00 и F16L 59/00 имеют преимущество; ремонт или соединение труб на поверхности воды или под водой F16L 1/26; сопла B05B; очистка труб B08B 9/02, например удаление пробок B08B 9/027; устройства для предотвращения разрыва водопроводных труб при замерзании E03B 7/10; для обслуживания бытовых водопроводных установок E03C 1/00; устройства для герметизации трубок и каналов теплообменных аппаратов F28F 11/00)

Владельцы патента RU 2714590:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") (RU)

Аэродинамический фильтр предназначен для использования в трубопроводах с круглым поперечным сечением. Фильтр содержит несущую крестовину, на которой параллельно друг другу расположены продольные перфорированные пластины, при этом несущая крестовина вместе с продольными перфорированными пластинами расположена в прорезях цилиндрической перфорированной обоймы, а длина цилиндрической перфорированной обоймы в два раза больше длины продольных пластин. На внешней поверхности перфорированной обоймы с противоположной от прорезей стороны выполнены перфорированные ребра. При взаимодействии потока с продольными перфорированными пластинами крупные вихревые образования, обуславливающие высокую степень неравномерности исходного течения, разбиваются на множество вихрей значительно меньшего размера, в дальнейшем быстро затухающих в цилиндрической перфорированной обойме. Перфорация продольных пластин обеспечивает перетекание среды под действием поперечного градиента давления, таким образом, дополнительно снижая гидравлическое сопротивление и разгружая перфорированные продольные пластины, а перфорация цилиндрической обоймы обеспечивает сообщение потоков внутри этой обоймы с потоком, проходящим между обоймой и трубопроводом. Несущая крестовина обеспечивает жесткость конструкции, за счет чего резко уменьшается толщина перфорированных продольных пластин, что снижает гидравлическое сопротивление аэродинамического фильтра и позволяет снизить неравномерность поля скоростей потока и амплитуд пульсаций давлений, вызванных этой неравномерностью, при снижении гидравлического сопротивления. 3 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики, и предназначено для использования в трубопроводах с круглым поперечным сечением.

Известны аэродинамические фильтры (см. Zaryankin A., Rogalev N., Rogalev A., Kocherova A., Strulkowski W. Line Summary of Approaches for Improving Vibrational Reliability of Thermomechanical Equipment and Its Interconnecting Pipelines at Thermal Power Plant // Contemporary Engineering Sciences, 2014, Vol. 33, issue 7, p 1793-1806), устанавливаемые в цилиндрических корпусах, диаметр которых превышает диаметр трубопровода.

Недостатком такого решения является низкая степень гашения неравномерности за таким аэродинамическим фильтром.

Наиболее близким по технической сущности является изобретение, описанное в патенте DE №19742343 А1, МПК G01F 1/66, опубл. 25.02.2099), в котором аэродинамический фильтр, представляет собой цилиндрический корпус с расположенными в нем продольными перфорированными пластинами и установленным в трубопроводе круглого поперечного сечения.

Недостаток такого технического решения заключается в высоком гидравлическом сопротивлении устройства обусловленного большой толщиной продольных перфорированных пластин.

Техническая задача изобретения заключается в снижении неравномерности поля скоростей потока и амплитуд пульсаций давлений, вызванных этой неравномерностью

Техническим результатом является снижение гидравлического сопротивления.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена изометрия аэродинамического фильтра, на фиг. 2 показаны профили скорости, где кривая "а" представляет собой профиль скорости перед фильтром, а кривая "б" соответствует профилю скорости на расстоянии 50 мм за фильтром, на фиг. 3 изображен график изменения коэффициента неравномерности в зависимости от расстояния от аэродинамического фильтра.

Аэродинамический фильтр, расположенный в трубопроводе круглого поперечного сечения, содержит несущую крестовину 1, на которой параллельно друг другу расположены продольные перфорированные пластины 2, при этом несущая крестовина 1 вместе с продольными перфорированными пластинами 2 расположены в прорезях 3 цилиндрической перфорированной обоймы 4, а длина цилиндрической перфорированной обоймы 4 в два раза больше длины продольных перфорированных пластин 2. На внешней поверхности цилиндрической перфорированной обоймы 4 с противоположной от прорезей 3 стороны выполнены перфорированные ребра 5.

Аэродинамический фильтр работает следующим образом.

При взаимодействии потока с продольными перфорированными пластинами 2 крупные вихревые образования, обуславливающие высокую степень неравномерности исходного течения, разбиваются на множество вихрей значительно меньшего размера, в дальнейшем быстро затухающих в цилиндрической перфорированной обойме 4. Перфорация продольных пластин 2 обеспечивает перетекание среды под действием поперечного градиента давления, таким образом, дополнительно снижая гидравлическое сопротивление и разгружая перфорированные продольные пластины 2, а перфорация цилиндрической обоймы обеспечивает сообщение потоков внутри этой обоймы 4 с потоком, проходящим между обоймой 4 и трубопроводом.

Несущая крестовина 1 обеспечивает жесткость конструкции, за счет чего резко уменьшается толщина перфорированных продольных пластин 2, что снижает гидравлическое сопротивление аэродинамического фильтра.

Перфорированные ребра 5 предотвращают появление консольного прогиба цилиндрической перфорированной обоймы 4.

Экспериментальным путем было установлено, что длина перфорированной цилиндрической обоймы должна быть не меньше 250 мм.

Проведенное математическое моделирование рассматриваемого устройства подтвердило его высокую эффективность при низком коэффициенте гидравлического сопротивления, который составил 0,8÷1,0.

Если для оценки степени неравномерности поля скоростей использовать коэффициент неравномерности ω, равный:

где ui - скорость в i-точке, а - среднерасходная скорость, то указанный коэффициент в зависимости от продольного расстояния от выходного сечения аэродинамического фильтра меняется так, как это показано на фигуре 3 кривой "в". Здесь же кривая "г" показывает, как меняется рассматриваемый коэффициент при отсутствии аэродинамического фильтра вдоль продольной оси трубопровода, если в качестве исходного сечения принять сечение, соответствующее выходному сечению аэродинамического фильтра.

При отсутствии фильтра исходная неравномерность профиля скорости в трубопроводе, генерируемая поворотом потока на 180°, продолжает увеличиваться и при увеличении расстояния от контрольного сечения на 100 мм достигает максимального значения, равного ωmax=0,52 (кривая "г" на фиг. 3).

Далее рассматриваемый коэффициент ω плавно снижается до ω=0,35 на расстоянии от исходного сечения, равного 450 мм.

При установке рассматриваемого аэродинамического фильтра коэффициент неравномерности потока за ним составляет ω=0,2 и уже на расстоянии 50 мм снижается до значения, равного ω=0,08, и это значение далее почти не меняется.

То есть, по отношению к исходной неравномерности использование предлагаемого устройства позволит в 5-6 раз снизить коэффициент неравномерности.

Использование изобретения позволяет снизить неравномерности поля скоростей потока и амплитуд пульсаций давлений, вызванных этой неравномерностью, и снизить гидравлическое сопротивление, что позволяет повысить надежность элементов оборудования, в которых происходит изменение направления движения потока, и сократить длины прямолинейных участков трубопровода, необходимых для установки измерительных приборов, без внесения существенного добавочного гидравлического сопротивления.

Аэродинамический фильтр, расположенный в трубопроводе круглого поперечного сечения и содержащий продольные перфорированные пластины, отличающийся тем, что снабжен несущей крестовиной, выполненной совместно с продольными перфорированными пластинами, цилиндрической перфорированной обоймой с перфорированными ребрами и прорезями, на конце которой расположены несущая крестовина и перфорированные пластины, а с ее противоположной от прорезей стороны на внешней поверхности расположены перфорированные ребра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к технологиям проведения демонтажных работ выведенных из эксплуатации, подлежащих ремонту и/или замене трубопроводов.

Группа изобретений относится к ремонту трубопроводов. Предметом предлагаемого изобретения является распорка, устанавливаемая в пространство между существующей трубой и реабилитационной трубой для регулирования положения реабилитационной трубы внутри существующей трубы.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для герметизации течей в трубопроводе. Предлагаемая система герметизации течи в трубопроводе содержит по меньшей мере одну гелевую пробку и по меньшей мере один герметизирующий состав, которые образуют пробочную сборку, выполненную с возможностью перемещения вдоль трубопровода к области течи и возможностью герметизации течи.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для герметизации течей в трубопроводе. Способ содержит введение в трубопровод по меньшей мере одной гелевой пробки и по меньшей мере одного герметизирующего состава, которые образуют пробковую сборку.

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту. Предлагаются закупоривающие устройства и способы герметизации течей на удаленном участке в трубе, причем устройство содержит пористую пробку-носитель, выполненную из деформируемого материала, имеющего поры, в которых расположен по меньшей мере один герметизирующий состав, и пористая пробка-носитель выполнена с возможностью перемещения по меньшей мере одного герметизирующего состава от первого участка к удаленному участку и закупоривания течи на удаленном участке.

Изобретение относится к способам, используемым в газовой промышленности при монтаже импульсных линий на участках газопровода, проложенного в условиях подвижного грунта, заболоченной местности при наличии динамики подвижек грунта и, как следствие, отклонении (от проектных отметок) стояков отбора импульсного газа с возможным появлением изломов металлических трубок (резьбовых соединений) и образованием утечек газа.

Группа изобретений относится к области оросительных труб, устойчивых против грызунов, червей и насекомых. Устройство содержит по меньшей мере однослойную гибкую трубу (12), множество выпусков (26) и мелкодисперсные гидрофильные частицы диоксида кремния.

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту. Представлен композитный рукав (1) для ремонта неплотных трубопроводов (2) текучей среды.

Изобретение относится к области ремонта трубопроводов и коллекторов путем сборки и установки внутреннего футляра. Для сборки футляра используют пластиковые тюбинги, втулки, защелки, наконечники со свободно вращающимися хвостовиками и канаты, концы которых закреплены в упомянутых хвостовиках.

Изобретение относится к области исследования устройств на герметичность и может быть использовано для испытания на герметичность трубного лейнера. Сущность: трубу (13) лейнера испытывают на герметичность до реверсии, после протяжки через несущую трубу (11), подлежащую лейнированию, с помощью обжимного кольца (21), и когда на трубу (13) лейнера действует усилие натяжения.

Изобретение относится к области транспортировки природных, попутных нефтяных и нефтезаводских газов по магистральным газопроводам. Технический результат состоит в повышении эффективности очистки от механических и жидкостных примесей транспортируемых по магистральным или другим газопроводам высоконапорных газовых потоков.

Изобретение относится к области транспортировки природных, попутных нефтяных и нефтезаводских газов по магистральным газопроводам. Технический результат состоит в повышении эффективности очистки от механических и жидкостных примесей транспортируемых по магистральным или другим газопроводам высоконапорных газовых потоков.

Изобретение относится к трубопроводным системам различного назначения, в частности к гибким рукавам-компенсаторам, предназначенным для использования в гидравлических системах для транспортирования по трубопроводам жидких сред в условиях избыточного давления и вакуума.

Изобретение относится к трубопроводным системам различного назначения, в частности к гибким рукавам-компенсаторам, предназначенным для использования в гидравлических системах для транспортирования по трубопроводам жидких сред в условиях избыточного давления и вакуума.

Изобретение относится к устройствам для гашения пульсаций давления в трубопроводных транспортных системах для газовых сред, в частности на газораспределительных станциях.

Турбулизатор предназначен для использования в замкнутой трубопроводной системе выше по потоку от узлов управления для удаления грязи. Турбулизатор выполнен из трех частей: первой фланцевой части, второй конической части и третьей конической части.

Аэродинамический фильтр предназначен для использования в трубопроводах с круглым поперечным сечением. Фильтр содержит несущую крестовину, на которой параллельно друг другу расположены продольные перфорированные пластины, при этом несущая крестовина вместе с продольными перфорированными пластинами расположена в прорезях цилиндрической перфорированной обоймы, а длина цилиндрической перфорированной обоймы в два раза больше длины продольных пластин. На внешней поверхности перфорированной обоймы с противоположной от прорезей стороны выполнены перфорированные ребра. При взаимодействии потока с продольными перфорированными пластинами крупные вихревые образования, обуславливающие высокую степень неравномерности исходного течения, разбиваются на множество вихрей значительно меньшего размера, в дальнейшем быстро затухающих в цилиндрической перфорированной обойме. Перфорация продольных пластин обеспечивает перетекание среды под действием поперечного градиента давления, таким образом, дополнительно снижая гидравлическое сопротивление и разгружая перфорированные продольные пластины, а перфорация цилиндрической обоймы обеспечивает сообщение потоков внутри этой обоймы с потоком, проходящим между обоймой и трубопроводом. Несущая крестовина обеспечивает жесткость конструкции, за счет чего резко уменьшается толщина перфорированных продольных пластин, что снижает гидравлическое сопротивление аэродинамического фильтра и позволяет снизить неравномерность поля скоростей потока и амплитуд пульсаций давлений, вызванных этой неравномерностью, при снижении гидравлического сопротивления. 3 ил.

Наверх