Устройство трубы с уменьшенными гидравлическими потерями Российский патент 2025 года по МПК F15D1/06 F17D1/16 

Изобретение относится к области гидротехники, а именно к устройствам закручивания потока воды в напорных трубопроводах различного назначения с целью уменьшения коэффициента потерь на трение и сохранения ламинарного режима течения жидкости при превышении критических значений числа Рейнольдса.

Известно устройство (RU 163136 U1, 10.07.2016) для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе, содержащем узел для закручивания потока жидкости, узел выполнен в форме отрезка винтовой трубы прямоугольного поперечного сечения и установлен стационарно внутри трубопровода при помощи гибких уплотнений.

Недостатком данного устройства является ограниченная зона воздействия устройства, вызывающая по длине трубопровода неравномерность в параметрах потока жидкости.

Известно устройство (RU 2285198 C1, 10.10.2006) для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе включающее средство для закручивания потока жидкости, выполненное из проволоки в виде цилиндрической пружины с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру трубы, и шагом витка, определяемым по предлагаемой формуле.

К недостаткам использования прототипа относится сложность позиционирования средства из проволоки во внутренней части трубопровода, использование только двухкомпонентной жидкости с разными плотностью и вязкостью, при эксплуатации возможное стягивание, потоком жидкости, проволочного средства с нарушением параметра шага за расчетные пределы.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбрано устройство для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе (RU 2745379 C1, 24.03.2021), включающее средство для закручивания потока жидкости, формируемое на внутренней поверхности стенки трубопровода чередующимися полосами из гидрофобного и гидрофильного материала, расположенных соосно трубопроводу в виде спиралей, закручивает поток жидкости, в связи с чем происходит подавление пристеночной турбулентности.

К недостаткам использования прототипа относится сложность нанесения гидрофобного и (или) гидрофильного материала на внутреннюю поверхность трубопровода, а также устойчивости данных материалов к разрушению в процессе эксплуатации.

Техническим результатом заявляемого устройства для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе является уменьшение коэффициента потерь на трение и сохранения ламинарного режима течения жидкости в напорных трубопроводах, при превышении критических значений числа Рейнольдса. Генерация турбулентности потока жидкости возникает в пристеночной области течения, с последующим распространением по всему сечению потока. Устройство для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе, формируемое на внутренней поверхности стенки трубы чередующимися полированными и шероховатыми полосами, расположенных соосно трубопроводу в виде спиралей, закручивает поток жидкости, в связи с чем происходит подавление пристеночной турбулентности. При этом шероховатая полоса представляет собой, узкий и длинный участок на внутренней стороне трубы с параллельным направлением неровностей относительно оси полосы.

Схема предлагаемого устройства для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе поясняется фиг. 1. Устройство для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе состоит из трубы 1 и формируемых на внутренней поверхности стенки трубопровода чередующихся полированных 2 и шероховатых 3 полос, расположенные соосно трубе в виде спиралей. На внешней стороне труб в начале и конце которых нанесены метки 4, дублирующие положение полированных или шероховатых полос, необходимые для позиционирования труб относительно друг друга, при сборке в плети. На фиг. 2 приведено схематическое изображение параллельной неровности.

Изобретение относится к области гидротехники, а именно к устройствам закручивания потока воды в напорных трубопроводах различного назначения. Устройство для закручивания потока воды в трубопроводе содержит формируемые на внутренней поверхности стенки труб чередующиеся полированные и шероховатые полосы, расположенные соосно трубопроводу в виде спиралей для уменьшения коэффициента потерь на трение и сохранения ламинарного режима течения жидкости при превышении критических значений числа Рейнольдса. Шероховатая полоса представляет собой узкий и длинный участок на внутренней стороне трубы с параллельным направлением неровностей относительно оси полосы. 2 ил.

Устройство трубы для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе, включающее средство для закручивания потока жидкости, отличающееся тем, что с целью уменьшения коэффициента потерь на трение и сохранения ламинарного режима течения жидкости при превышении критических значений числа Рейнольдса внутренняя поверхность стенки трубы реализована в виде чередующихся спиральных полированных и шероховатых полос вдоль оси трубопровода, при этом шероховатая полоса представляет собой узкий и длинный участок с параллельным направлением неровностей относительно оси полосы.