Канал для двухфазного потока Советский патент 1992 года по МПК F16L55/02 F15D1/04 

со

С

Изобретение относится к мгшинострбё 1 нию и может быть использовано в областях промышленности, связанных с транспортировкой газожидкостных потоков, в частности, в теплоэнергетических системах. Целью изобретения является повышение надежности работы канала двухфазного потока и снижение гидравлических потерь путем стабилизации закрутки потока. Поставленная цель достигается введением дополнительного послевключенного участка постоянного шага оптимальной длины, плавно сопрягаемого с входным участком переменного шага, при этом оптимальная длина 12 определяется соотношением z -D.0,97 exp 0-085 K 1 -1,07 (а- 0,61 j2, где D -диаметр завихрителя и канала; К - число лопаток завихрителя (заходов шнека); а- угол закрутки на диаметре. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике, транспорту, а также может быть использовано в областях промышленности, связанных с транспортировкой двухфазных потоков.

Известно, что течение двухфазного потока в снарядно-пробковом или расслоенном режиме по трубопроводу с местным сопротивлением сопровождается гидравлическими ударами, являющимися причиной вибрации канала. Известны различные способы борьбы с вибрацией, в том числе устраняющие ее причину и заключающиеся в замене режима течения снарядно-пробко- вого на дисперсный либо дисперсно-кольцевой (а.с. СССР N 28925, 1968, а.с. СССР № 945584, 1980, а с. СССР № 914862, 1982, а.с. СССР № 934152, 1982, а с. СССР № 1312298, 1987 и др.).

Прототипом предлагаемого изобретения, наиболее близким по технической сущности является трубопровод для газожидкостных потоков (а с. СССР № 1312298, кл. F 16 L 55/04, Б.И. № 19. 1987), содержащий многозаходный шнек с безударным входом потока и переменным шагом по длине. На завихрителе пробки разрушаются. Переменный шаг лопаток смягчает удар, существенно снижая силу воздействия потока на лопатки. Однако данное устройство не обеспечивает достижения максимального эффекта, поскольку используется не оптимальный завихритель

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности работы канала двухфазного потока и снижение гидравлических потерь путем стабилизации закрутки потока

SJ

01 О v|

Ю СП

Поставленная цель достигается введением дополнительного послевключекного участка постоянного шага оптимальной длины, плавно сопрягаемого с входным участком переменного шага, при этом оптимальная длина участка постоянного шага завихрителя определяется соотношением

.97 exp-°l085K(1 -1,07 (а-0,6 if); (1) где D - диаметр завихрителя (канала);

К - число лопаток завихрйтелй;

а - угол закрутки завихрителя на диаметре D.

Формула (1) является результатом обобщения экспериментов по определению оптимальной длины участка постоянного шага завихрителя. Гидродинамические исследования завихрителей с участком постоянного шага, установленных в канале для двухфазных потоковой их результаты подтверждены актом испытаний, который прилагается.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием нового участка стабилизации закрученного потока с постоянным шагом и оптимальной длиной, плавно сопрягаемый с участком переменного шага, что дает основание сделать вывод о соответствии критерию изобретения новизна. Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что каналы, трубопроводы для двухфазных потоков широко известны, однако, при введении участка послевключенного с постоянным шагом и оптимальной длиной, которая определяется по определенному соотношению, проявляет новые свойства, что приводит к повышению надежности работы канала, стабилизирует закрутку потока. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию существенные отличия.

Предлагаемое устройство представлено на чертеже. В канале для двухфазного потока 1 перед местным сопротивлением 2 устанавливается многозаходный шнековый завихритель 3 с безударным входом потока и переменным шагом по длине. Дополнительно завихритель содержит послевклю- чениый участок постоянного шага 4 с Оптимальной длиной г, определяемой по

формуле (1), На плоской развертке внутренней цилиндрической поверхности 5 след лопатки участка завихрителя постоянного шага представлен прямой линией 6.

Предлагаемое устройство работает следующим образом,

Снарядно-пробковый режим течения на завихрителе 3 плавно без гидроударов преобразуется в дисперсно-кольцевой. Дальнейшее прохождение двухфазного потока через местные сопротивления 2 в таком режиме вибрацией не сопровождается. Участок постоянного шага завихрителя стабилизирует закрутку, что обеспечивает

ее сохранение на большей длине и повышает надежность работы канала. Либо при аналогичной величине закрутки в промежуточной точке канала значение начальной закрутки будет снижено, что приводит к

уменьшению гидравлических потерь.

Примером конкретной реализации устройства может служить пароводяной канал, содержащий литой, сварной, штампованный трехлопаточный завихритель с послевключенным участком постоянного шага длиной z 0,4 D и углом закрутки ог 70°. Завихритель состоит из центрального цилиндрического стержня с обтекателями на входе и выходе, на котором размещены лопатки с переменным углом закрутки по радиусу и длине.

Формула изобретения Канал для двухфазного потока, содержащий местное гидравлическое сопротивление на выходе и завихритель, выполненный в виде многозаходного шнека с безударным входом и переменным по длине шагом, установленный перед местным сопротивлением,отличающийся тем,

что, с целью повышения надежности работы канала путем стабилизации закрутки потока, завихритель дополнительно снабжен по- слевключенным участком с постоянным шагом, плавно сопрягаемым с участком переменного шага, а длина 2 участка постоянного шага выбрана равной

12 - D-0.97 ехр 0-085 к 1 -1.07 (а - 0.61)2, где D - внутренний диаметр канала, К - число заходов шнека, а. - угол на выходе

шнека.