Устройство для снижения гидравлического сопротивления в трубопроводе Советский патент 1984 года по МПК F17D1/08 

1

Изобретение относится к транспортировке асидкостей, преимущественно .высоковязких, по трубопроводам и может быть использовано для транспортировки жидкостей к потребителю.

Известен способ уменьшения гидравлического сопротивления при транспортировке высоковязких жидкостей в трубопроводе путем создания в нем периферийного непрерывного кольцевого слоя маловязкой жидкости, взаимно нерастворимой с транспортируемой V3. Данный слой получают путем непрерывной подачи маловязкой жидкости под давлением в трубопроводе, при этом маловязкая жидкость формируется вдоль слоя и вследствие этого трение между данной жидкостью и транспортируемой меньше, чем между стенкой трубопровода и транспортируемой жидкостью. Этот способ является наиболее дешевым.

Недостатком данного способа является то, что требуются постоянные затраты на подачу маловязкой жидкоети в трубопровод, а впоследствии необходимо отделение этой жидкости от транспортируемой и возврат ее от потребителя. Это вызывает дополнительные энергозатраты, парк оборудования. Кроме того, различие плотностей транспортируемой и маловязкой жидкостей приводит к неравномерному распределению маловязкой жидкости по кольцу и даже к концентрации ее в нижней части трубы, следовательно, эффект уменьшается.

Наиболее близким к предлагаемому па технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для уменьшения г идра-влических потерь в трубопроводе, содержащее средства для создания пристенного слоя с уменьшенным коэффициентом трения 12.

Недостатком известного устройства являются повьшенные затраты при магистральном транспорте жидкости.

Цель изобретения - снижение затрат

УкАанная цель достигается тем, что в устройстве для снижения гидравлического сопротивления в трубопроводе, содержащем средства для создания пристенного слоя маловязкой жидкости средство для создания кольцевого пристенного слоя выполнено в виде постоянных магнитов, установленных на внешней поверхности трубопровода на расстоянии, равном 0,5-10 их ширины.

522

при этом в качестве маловязкой жидкости используют магнитную жидкость, а кольцевой пристенный слой выполнен црерывистым по всей длине трубопровода.

При этом магниты, удерживающие кольцевой периферийный слой маловязкой магнитной жидкости,устанавливаютс на расстояние друг от друга в 0,5-10 ра превьшающем ширину магнита.

Для создания периферийного кольцевого слоя из маловязкой жидкости эта жидкость не подается в трубопровод непрерывно, а помещается один раз в трубопровод и, обладая магнитными свойствами, удерживается в нем с помощью постоянных магнитов, установленных на внешней поверхности трубопровода. Маловязкая магнитная жидкос находящаяся в.периферийном кольцевом слое, уменьшая.трение между высоковязкой жидкостью и стенкой, не уносися с ней, а остается в зоне действия магнита.

На чертеже дана принципиальная схема осуществления способа.

Схема содержит трубопровод с установленными на внешней его поверхности постоянными магнитами 2, расположенными друг от друга, кольцевой сло 3 маловязкой магнитной жидкости, удеживаемой магнитами 2, и транспортируемую высоковязкую жидкость 4.

Пример. В трубу 1 закачивак г маловязкую магнитную жидкость, приготовленную на водной основе с вязкостью 1,510 м /с И на внешней стороне трубопровода устанавливают постоянные ферритовые магниты. Жидкость в результате действия магнитного поля Концентрируется и удерживается магнитами в зоне их действия, образуя кольцевые слои по длине трубопровода. Остатки магнитной жидкости сливаются.

Расстояние установки постоянных магнитов между собой по всей длине трубопровода выбирают из условия создания максимальной неоднородности магнитного поля и обеспечения прерывистости кольцевых слоев маловязкой магнитной жидкости. При установке магнитов на расстоянии, меньшем 0,5 их ширины, их магнитные поля пересекаются и результирующее магнитное поле недостаточно однородно, что приводит к слиянию кольцевых слоев, в результате чего магнитная жидкость

31

уносится потоком транспортируемой жидкости. При установке магнитов на расстоянии, более 10 раз превьппающем их ишрину, доля внутренней поверхности трубы, смоченная маловязкой жидкостью, резко уменьшается и гидравлические характеристики ухудшаются .

Затем подают транспортируемую высоковязкую жидкость - масло МС-20 с вязкостью 1,13 10 . Движущийся поток транспортируемой жидкости приводит в движение поверхностный слой маловязкой жидкости, в реззльтате чего в кольцевом слое маловязкая магнитная жидкость начинает циркулировать, облегчая тем самым движение транспортируемой жидкос524

ти. Поскольку транспортируемая жидкость проходит последовательно расположенные кольца маловязкой жидкости, то тем самым обеспечивается необходимая гидравлическая характеристика. При минимальном расстоянии между магнитами кольцевые слои маловязкой жидкости находятся в непос- редственной близости друг от друга

и эффект снижения сопротивления увеличивается.

Использование предлагаемого изобретения позволит снизить затраты на формирование маловязкого пристенного слоя и создать равнсжерный кольцевой слой независимо от плотностей транспортируемой и маловязкой жидкостей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ В ТРУБОПРОВОДЕ, содержащее средства для создания кольцевого пристенного слоя маловязкой жидкости, о т л и чагощее-ся тем, что, с целью снижения затрат, средство для создания кольцевого пристенного слоя выполнено в виде постоянных магнитов, установленных на внешней поверхности трубопровода на расстоянии, равном 0,5-10. их пирины, при этом в качестве маловязкой жидкости ис-пользуют магнитную шздкость. Ф1