Устройство для снижения гидравлического сопротивления в трубопроводе Советский патент 1988 года по МПК F17D1/08 

оо

о

СлЭ О)

Изобретение относится к транспортировке жидкостей, преимущественно высоковязких, по трубопроводам и может быть использовано для транспортировки жидкостей к потребителю. Цель изобретения - повышение устойчивости слоев маловязкой магнитной жидкости за счет сосредоточения магнитного поля вблизи поверхностей трубы путем создания высокого градиента напряженности магнитного поля. На поверхности трубопровода 1 установлены постоянные магниты 2, вьтол- ненные в виде полос и расположенные длинной стороной вдоль образующей трубопровода, удерживающие кольцевой прерывистьй слой 3 из маловяэкой магнитной жидкости на основе керосина. Вектор намагниченности полос направлен по радиусу трубопровода 1, а вектор намагниченности в соседних полосах ориентирован противоположно. 2 ил. с (Л

Фие. / А

J

Изобретение с тносится к транспорту жидкостей, преимущественно высоковяз- кнх, по трубопр)подам.

Цель иэоОретения - повышение устойчивости слоев маловязкой магнитной жидкости и, как следствие, увеличение скорости прокачки транспортируемой высоковязкой жидкости вследствие сосредоточения магнитного поля вблизи поверхности трубы путем создания высокого градиента магнитного поля.

В устройстве для повышения устойчивости пристенного слоя маловязкой магнитной жидкости и увеличения пропускной способности трубопровода пристенный слой маловязкой магнитной жидкости создается с помощью набора ПОДОС09ЫХ магнитов, намагниченных по радиусу,причем в соседних магнитны полосах вектор намагниченности ориентирован противоположно. В результа- те такого расположения магнитов магнитно-силовые линии магнитного поля практически везде окатываются перпендикулярными радиусу трубы. Так как магнитно-силовые линии каждого магнита замыкаются на соседние магниты, то магнитное поле сосредоточено в основном вблизи поперхности трубы, что является оптимальным для надежного удержания ;-л;.1Я магнитной жидко сти

Такая систрм,1 установки полосовых постоянных магнитон позволяет создать

прерывистый кол;- 1 спо CJUTH из маловк кой магнитной я;идкости на внутренней поверхности TpyfionpoBoAa по всей его длине.

Для сскчдания п;- риферийного прерывистого колы евог о поя из иаловяз- кой магнитной жидкости :га жидкость не подяется в трубо тро-.од непрерыз-- но, а помегдлотсл един раз в трубопровод и, обладая магнитными свойствами, удерживается а нем с помощью постоян:;ь х маг-иптов в гиде полос, установленных на поперхности трубопровода. Маловязкал магнитная жидкос покрывает пдоль образующей трубопровода таким - бразом, что создается равном1. рный прерывистый слой маловязкой жидкости по всей его длине .

На фиг.1 представлен трубопровод, р- зрез; на фиг. 2 - Г Я эрез А-А на фиг.).

Устройство содержит трубопровод 1 с установлечиыми на его поверхногт,

5

0

5

0

Q

постоянными магнитами 2, выполненными в виде полос и расположенными длинной стороной вдоль образующей трубопровода. Кольцевой прерывистый слой из маловязкой магнитной жидкости 3 на основе керосина намагниченностью 13 кА/м, кинематической вязкостью 2,56 10 м /с удерживается постоянными магнитными полосами 2. По трубопроводу транспортируется высоковязкая жидкость 4 (безводный глицерин с кинематической вязкостью 800 при 20°С) .

Устройство работает следующим образом.

На поверхность трубопровода 1 устанавливают постоянные мсгниты 2, выполненные в виде полос, так, чтобы длинная сторона постоянных магнитов 2 была расположена вдоль образующей трубопровода 1, при этом вектор намагниченности Полос направлен по радиусу трубопровода, а вектор намагниченности в соседних полосах ориентирован противоположно. Расстояние между магнитными полосами по длине и образующей трубопровода выбирают так, чтобы обеспечить максимальную неоднородность магнитного поля и прерывность кольцевых слоев из маловязкой магнитной жидкости. Это достигается тем, что на любое сечение трубопровода по его образующей ус- та1;апливается только четное количество магнитных полос при соответ- ствующеУ их ширине,

В трубопровод 1 закачивают маловязкую магнитную жидкость 3 на основе керосина намагниченностью 1 3 кА/м, кинематической вязкостью 2,56-10 м /с при 20°С. Маловязкая MartiHTHaH жидкость 3 в результата действия гради- .;нта напряженности мзгнитного поля g концентрируется на В1;утренней образующей поверхности трубопровода. В результате действия магнитного ПОЛЛ на магнитную 1дкость последняя образует устойчивые ольцевые слои по всей длине трубопровода. Остатки мггнитной жидкост после формирования пристенного кольцевого слоя сливаются из трубопрор.ода.

Закачивают транспортируемую вы- г.оковязкую жидкость - безводный гли0

Г)

6

церин с кинематической вязкостью bOO-lO M /с. Транспортируемый поток высоковязкой жидкости приводит я движение поверхнос- чый слой маловязкой магнитной жидкости, которая начинает циркулировать вдоль внутренней поверхности трубопровода, а градиент напряженности магнитного поля, прижимая ее к стенке трубопровода, тем самым препятствует уносу магнитной жидкости с транспортируемым потоком, который последовательно проходит расположенные друг за другом слои из маповязкой магнитной жидкости. При этом уменьшаются трение о стенку трубопровода и сопротивление.

Формула изобретения

Устройство для снижения гидравлического сопротивления в трубопроводе, содержащее средства для создания при

стенного слоя маловяэкой магнитной жидкости, выполненные в виде постоянных магнитов, установленных на поверхности трубопровода на расстоянии, превышающем в 5-10 раз их ширину, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости слоев маловязкой магнитной жидкости за счет сосредоточения магнитного поля вблизи поверхности трубы путем создания высокого градиента напряженности магнитного поля, постоянные магниты выполнены в виде полос, установленных на поверхности трубопровода вдоль образующей, при этом вектор намагниченности полос направлен по радиусу трубопровода, а в соседних магнитных полосах вектор намагниченности ориентирован противоположно .

Фиг. г