Гидродинамическая труба Советский патент 1993 года по МПК B01D19/00 

ни им т

р}б

ва

фи 1ф

сое

щи|й

уст

ми

Изобретение относится к оборудова- о экспериментальной гидродинамики, а ;нно к конструкции гидродинамических разомкнутого типа.

Цель изобретения - повышение качест- i (эксперимента путем уменьшения врзду- хо$:одержания жидкости и уменьшения шуиа при удалении воздуха.

На фиг. 1 представлена схема гидродинамической трубы разомкнутого типа; на . 2 - сечение А-А фиг. 1; на фиг. 3 - узел

1Г. 1.

Гидродинамическая труба содержит на- 1, подводящий трубопровод 2 и отводя- трубопровод 3, воздухоотводящее устройство 4 и рабочий участок 5 между ни- напорный 6 и подпорный 7 регулирующие клапаны для регулирования пар аметров потока на рабочем участке, воз- дуи ники 8 для удаления воздуха при заполнении гидродинамической трубы.

Воздухоотводящее устройство 4 состоит из прямолинейной трубы 9 длиной L, герметичной емкости 10, перфорированной трубы 11 длиной Li, проходящей сквозь герметичную емкость 1.0, трубопровода отвода воздуха 12, сообщающего герметичную емкость 10 воздухоотводящего устройства 4 с атмосферой и расходной емкостью 13. Трубопровод отвода воздуха 12 содержит малошумное нерегулируемое дроссельное устройство 14, которое состоит из набора диафрагм .15 с отверстиями 16.

Длина трубы L определена из формулы

W4M,(,)

L

0,2

Ё

i u

00

со

Ч Ю СО О

CJ

где W - максимальная скорость жидкости в трубе, м/с;

d - внутренний диаметр трубы,, м;

Формула (1) получена из условия обеспечения подъема пузырьков размером от 0,2 мм и выше к верхней части трубы до

начала перфорации в герметичной емкости при максимальной скорости движения жидкости в трубе.

Длина Li перфорированной трубы внутри герметичной емкости определена из формулы

t A i Л

м(2)

Формула (2) получена из условия обеспечения удаления пузырьков воздуха, которые к моменту начала перфорации из-за вихревого движения жидкости не все находятся в верхней точке трубы, а большая их часть располагается в верхнем слое жидкости толщиной 0,1 d.

Гидродинамическая труба работает следующим образом. : .;

Насос 1 забирает жидкость из расходной емкости 13 и подает ее через входной регулирующий клапан 6 и подводящий трубопровод 2 через воздухоотводящее устройство 4 к рабочему участку 5. Воздушники 8 перед подачей жидкости находятся в открытом положении и закрываются после появления через них жидкости. За рабочим участком 5 жидкость через отводящий трубопровод 3 и подпорный регулирующий клапан 7 поступает в расходную емкость 13.

В результате разрежения, создаваемого при работе насосом, из жидкости выделяется воздух в виде пузырьков, из которых обратно в жидкость воздух не успевает про- диффундировать. Эти пузырьки и пузырьки воздуха из застойных объемов регулирующего клапана и подводящего трубопровода 2 двигаются в направлении к рабочему участку 5. Попадая в прямолинейную трубу 9 воздухоотводящего устройства 4;жидкость успокаивается, а пузырьки начи- нают свой подъем к верхней части трубы 9. Так как скорость подъема воздушных пузырьков в воде размером 0,2 мм составляет 0,2 м/с, а скорость подъема пузырьков большего размера больше 0,2 м/с, то при выбранной длине L трубы 9 пузырьки по мере ее прохождения успевают подняться к верхней части трубы и через отверстия перфорированной трубы 11 всплывают в верхнюю часть объема герметичной емкости 10. Течение жидкости, движущейся по трубе 9, вихревое, поэтому воздух, собирающийся в верхней части трубы,будет находиться не в виде тонкого воздушного слоя, а в виде пузырьков в слое жидкости, находящемся вблизи верхней части трубы 9 толщиной 0,1 от диаметра трубы 9. При выбранной длине Li трубы 11 все пузырьки размером 0,2 мм и более всплывут из жидкости в верхнюю часть герметичной емкости. Пузырьки более

мелкого размера всплывают с меньшей ско- . ростью, но те, что успевают подняться до поверхности трубы 11, расположенной выше ее диаметральной горизонтальной плоскости, покинут жидкость, т.к. по всей поверхности трубы 11 выше этой плоскости выполнена перфорация. В результате осуществляется более полное удаление воздуха из жидкости. При работе гидродинамической трубы, давление в которой выше атмосферного, воздух, попадающий в герметичную емкость 10, вместе с жидкостью непрерывно проходит через малошумное нерегулируемое дроссельное устройство 14

5 по трубопроводу отвода воздуха 12. Одновременно малошумное нерегулируемое дроссельное устройство 14 является ограничителем расхода непрерывно протекающей через нее жидкости вместе с воздухом.

0 При выходе из трубопровода отвода воздуха 12 жидкость, протекающая по нему, попадает в расходную емкость 13, а воздух улетучивается в атмосферу. При движении воздуха и жидкости через отверстия 15 на

5 каждой диафрагме 16 дроссельного устройства 14 срабатывается только часть перепада давления между давлением в герметичной емкости 10 и атмосферой. В зависимости от величины перепада давле0 ния может быть подобрано такое количество диафрагм и отверстий в них, при котором шум при удалении воздуха будет незначительным.

Предлагаемая гидродинамическая

5 труба по сравнению с прототипом позволяет повысить качество эксперимента за счет снижения воздухосодержания в жидкости и снижения.шума при удалении воздуха из нее, а также улучшить условия работы

0 при эксплуатации гидродинамической трубы за счет снижения внешнего воздушного шума.

Формулаизобретения 5 Гидродинамическая труба разомкнутого типа, включающая насос, воздухоотводящее устройство с выходным патрубком для газа, рабочий участок, расположенный между подводящим и отводящим трубопровода- 0 ми, и расходную емкость, соединенную с насосом, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества эксперимента путем уменьшения воздухосодержания жидкости и уменьшения шума при удалении 5 воздуха, воздухоотводящее устройство выполнено в виде прямолинейной трубы дли- W-d

ной L

0,2

где W - максимальная скорость жидкости в трубе, м/с:

d - внутренний диаметр трубы, м, соединенной с трубой того же диаметра, размещенной внутри герметичной емкости, при этом длина трубы Li внутри герметичной емкости Li 0 , а ее поверхность,

расположенная выше горизонтальной диаметральной плоскости, перфорирована, причем герметичная емкость снабжена дроссельным устройством в виде набора диафрагм с отверстиями, расположенными на выходном пётрубке для газа.

8

фиг. I

#L I

М5:1 I I

/б