СПОСОБ СНИЖЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРЕНИЯ ТУРБУЛЕНТНОГО ПОТОКА ГАЗА Российский патент 2012 года по МПК F15D1/00 

Изобретение относится к области гидрогазодинамики и может быть использовано при транспортировке газообразных сред по трубопроводам или при перемещении тел в газообразных средах.

Известны аналоги - способы снижения сопротивления трения турбулентных потоков (способ снижения сопротивления, реализованный в устройстве, см. патент на изобретение №2204743, F15D 1/00. Поверхность, обтекаемая турбулентным газовым потоком /Ковальногов Н.Н., Хахалева Л.В., Ермолаева Е.К./ Заявл. 08.01.2002. Опубл. 20.05.2003). Этот аналог принят в качестве прототипа.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого в качестве прототипа, относится гашение турбулентных пульсаций в ограниченном диапазоне частот пульсаций давления в пограничном слое из-за более узкого диапазона эффективного подавления.

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в повышении эффективности снижения сопротивления турбулентного трения в более широком диапазоне частот за счет гашения пульсаций более низкой частоты.

Указанный технический результат достигается тем, что турбулентный поток направляют вдоль перфорированной поверхности с демпфирующими полостями, турбулентные пульсации давления попадают через перфорационные отверстия в демпфирующие полости, которые их гасят, и таким образом снижают сопротивление трения.

Особенность заявляемого способа заключается в том, что гашение пульсаций производят демпфирующими полостями различного объема, которые чередуются между собой.

Новый способ снижения сопротивления трения турбулентного потока газа позволяет повысить эффективность снижения сопротивления трения благодаря подавлению турбулентных пульсаций в более широком диапазоне частот.

На чертеже представлена схема поверхности, обтекаемой газовым потоком, поясняющая способ.

Поверхность, обтекаемая турбулентным газовым потоком, содержит: 1 - перфорационные отверстия; 2 - демпфирующие полости для гашения высокочастотных пульсаций; 3 - демпфирующие полости для гашения пульсаций с более низкой частотой. Демпфирующие полости 3 для гашения пульсаций с более низкой частотой выполнены более крупного объема по сравнению с демпфирующими полостями 2 для гашения высокочастотных пульсаций.

Способ снижения сопротивления трения турбулентного потока газа осуществляется следующим образом.

Поток направляют со скоростью w вдоль поверхности, содержащей перфорационные отверстия 1. Через перфорационное отверстие 1 в обтекаемой поверхности поток взаимодействует с демпфирующей полостью 2 для гашения высокочастотных пульсаций. Турбулентные пульсации гасят с помощью демпфирующих полостей 2 для гашения высокочастотных пульсаций благодаря пружинящему эффекту (на чертеже символом k1 обозначена упругость эквивалентной пружины), образовавшемуся за счет перетекания некоторой массы газа m в полость и обратно. Аналогично, с помощью демпфирующих полостей 3 для гашения пульсаций с более низкой частотой (с упругостью эквивалентной пружины k2) гасят турбулентные пульсации более низкой частоты. Таким образом, поток ламинаризируют и снижают сопротивление трения.

Кроме того, полости различного объема располагают в чередующемся порядке.

Кроме того, количество перфорационных отверстий зависит от объема демпфирующей полости.

Изобретение относится к области гидрогазодинамики и может быть использовано при транспортировке газообразных сред по трубопроводам или при перемещении тел в газообразных средах. Способ снижения сопротивления трения турбулентного потока газа, по которому поток направляют вдоль поверхности, содержащей демпфирующие полости для гашения высокочастотных пульсаций, через перфорационные отверстия поток взаимодействует с демпфирующими полостями, в которых гасят турбулентные пульсации потока, ламинаризируют поток и снижают сопротивление трения, при этом гашение пульсаций происходит демпфирующими полостями разного объема, сообщающимися с потоком посредством различного количества перфорационных отверстий и чередующимися между собой. Технический результат - повышение эффективности снижения сопротивления турбулентного трения в более широком диапазоне частот за счет гашения пульсаций более низкой частоты. 1 ил.

Способ снижения сопротивления трения турбулентного потока газа, по которому поток направляют вдоль поверхности, содержащей демпфирующие полости для гашения высокочастотных пульсаций, через перфорационные отверстия поток взаимодействует с демпфирующими полостями, в которых гасят турбулентные пульсации потока, ламинаризируют поток и снижают сопротивление трения, отличающийся тем, что гашение пульсаций осуществляют демпфирующими полостями разного объема, которые взаимодействуют с потоком посредством различного количества перфорационных отверстий, при этом полости располагают в чередующемся порядке.