Гаситель энергии потока Советский патент 1981 года по МПК F16L55/02 

(54) ГАСИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ПОТОКА

Изобретение относится к области экспериме тальной гидродинамики и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для гашения энергии и деэрации скорост-ной газожидкостной струи. Преимущественная область использования изобретения - скоростные гидродинамические и кавитационные трубы разомкнутого типа. Известен гаситель энергии потока скоростной кавитационной трубы разомкнутого типа, состоящий из шахты с проточным каналом, установленной в бассейне, а в стене шахты выполнены водоотборники в виде каналов кривол инейной формы 1). Однако использование известного гасителя не позволяет удалить из входящего в бассейн потока газ, отработанный испытуемыми в рабочем участке моледямй, что влечет за собой увеличение размеров бассейна для организации приемлемой деаэрации воды. Основные элементы указанного устройства - водоотборники и щахта конструктивно разъединены, что увеличивает габариты всего гасителя. Камера с водо отборниками, в которой осуществляется разоеление потока на CTPJTI и последующее их соударение, загромождает надводную часть лабораторного помещения и является источником шумов, недопустимых при выполнении ряда специфических исследований, что ухудшает условия труда и сокращает номенклатуру работ, проводимых на гидродинамической трубе. Целью изобретения является повышение эффективности гашения энергии и уменьшения уровня щума и габаритов гидродинамической трубы. Цель достигается тем, что шахта снабжена обечайкой, установленной на даю бассейна коаксиально с ней с образованием мертв ро объема и кольцевой щели, причем в шахте размещена винтовая лопасть с центральным каналоМ, соединяющим кольцевую щель с проточным каналом. Входы водоотборников ориентированы против потока внутри шахты, а выходы прютив потока, выходящего из кольцевой щели. На фиг. 1 изображен гаситель энергии потока скоростной гидродинамической трубы в раз3.8 резе; на фиг. 2 - то же, .вид сверху с половинным разрезЬм. Гаситель содержит проточный канал 1, введенный в шахту 2 по касательной к ее внут- ; ренней поверхности под начало первого витка ВШ1ТОВОЙ лопасти 3, Шахта имеет круглое попе речное сечение и установлена на дно бассейна 4 В нижней части шахты выполнена кольцевая щель 5, а в верхней - окно 6, сообщающее потолочную полость шахты со свободным пространством над уровнем воды в бассейне 4. Винтовая лопасть 3 заканчивается над щелью. На последнем витке ее ширина плавно уменьшается до нуля. Винтовая лопасть оставляет свободным центральный канал 7 вдоль оси Часть шахты ниже щели 5 образует мертвый объем 8. Снаружи шахты концентрично установлена направляющая обечайка 9, причем верхний срез обечайки расположен выше выход ной щели шахты. Обечайка и шахта образуют вокруг щели кольцевой канал 10. Над верхним срезом обечайки в стенке шахты по окружностям расположены водоотборники 11 в виде каналов криволинейной формы. Входные участки водоотборников направлены по касательной к внутренней поверхности шахты и ориентированы против потока внутри шахты, а выходные участки - против потока, выходящего из кольцевого канала 10. Суммарная площадь поперечного сечения водоотборников соразмерна с площадью выходной щели шахты. Гаситель работает следующим образом. Из проточного канала 1 поток газожидкостной смеси направляется по касательной к внутренней поверхности шахты 2 в межвитковое пространство винтовой лопасти 2. Здесь под действием центробежных сил жидкость отжимается к стенкам, а выделившийся из нее газ отводится из щахты 2 через центральный канал 7 в свободное пространство над уровнем воды в бассейне. Часть отсепарированной жидкости выводится в бассейн через водоотборники 11, оставшаяся часть - через выходную щель 5 шахты и коль цевой канал 10. Мертвый объем 8 является непроточной частью шахты, однако жидкость в ней за счет трения с выщерасположенными слоями потока приводится во вращение ивыполняет роль гидравлического затвора, препятствующего выносу газа через щель 5 в бассейн. Газовые включения, увлекаемые потоком жидкости в нижнюю часть шахты под действием центробежных сил концентрируется на оси шахты в вихревом шнуре, который оканчивается в мертвом объеме и замыкается на дно шахты в центре. Так как жидкость в мертвом объеме находится лишь во вращательном движении и радиальные составляющие скорости отсутствуют, то благодаря зтому достигается непрерывный раздельньш вывод жидкой и газовой фаз потока из шахты по разным каналам. Протекающая через щель 5 часть потока с помощью обечайки 9 направляется вверх. Восходящий поток пронизывается многочисленными встречными струями, истекающими из водоотборников 11 и образующими густзто сеть на пути восходящего потока. Такое взаимодействие встречных струй приводит к зффектив- ; ному гашению знергии в небольшой зоне, примыкающей непосредственно к шахте. Удаление зоны встречного соударения струй от дна стенок бассейна устраняет опасность динамического воздействия на них высокоскоростного потока. Технико-экономический зффект изобретения заключается в повышении зффективности гашения знергии и уменьшений уровня шума и габаритов гидродинамической трубы. Формула изобретения 1.Гаситель энергии потока скоростной гидродинамической трубы разомкнутого типа, состоящий из шахты с проточным каналом, установленной в бассейне, а в стене шахты выполнены водоотборники в виде каналов криволинейной формы, отличающий с-я тем, что, с целью повышения зффект1шности гашения энергии и з еньшения уровня шума, и габаритов гидродинамической трубы, шахта снабжена обечайкой, установленной на дно бассейна коаксиально с ней с образованием кольцевой щели и мертвого объема, причем в шахте размещена винтовая лопасть с центральным каналом, соединяющим кольцевую щель с проточным каналом. 2.Гаситель по п.1, отличающийс я тем, что входы водоотборников рриентированы против потока внутри шахты, а выходы - против потока, выходяшего из кольцевой щели. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 710494, кл. F 16 L 55/02, 1978.

f

9

ЙУ/ /