DE472039C

DE472039C - Device to prevent the detachment and vortex formation of flowing media in channels, pipes, etc. like

Info

Publication number: DE472039C
Application number: DEN22491D
Authority: DE
Original assignee: JAKOB ACKERET DIPL ING
Current assignee: JAKOB ACKERET DIPL ING
Priority date: 1923-10-09
Filing date: 1923-10-09
Publication date: 1929-02-21

Description

Einrichtung zur Verhinderung der Ablösung und Wirbelbildung von 'strömenden IVIedien in Kanälen, Leitungen u. dgl. Zur Umwandlung der- Geschwindigkeit von in Kanälen, Leitungen, Düsen u. dgl. strömenden Medien in Druck verwendet man Leitungsabschnitte mit sich erweiterndem Querschnitt.Device to prevent the separation and vortex formation of 'flowing IVIedien in channels, lines and the like. For converting the speed from in Channels, lines, nozzles and the like flowing media in pressure are used line sections with an expanding cross-section.

Diese Querschnittserweiterung darf nur allmählich erfolgen, da sonst die an der Wandung durch Reibung verzögerte Grenzschicht Wirbel bildet und dadurch Veranlassung gibt, <laß sich die Strömung von der Wandung ablöst, wodurch sich sehr hohe Energieverluste ergeben. Andererseits erfordern schwach zunehmende Erweiterungen zu große Baulängen der Übergangsstücke, wobei zwar Wirbelungs- und Ablösungsverluste vermieden sind, jedoch die Wandreibung entsprechend der zunehmenden Baulänge erheblich vergrößert wird und auch die Baukosten sich naturgemäß erhöhen.This cross-sectional expansion may only take place gradually, otherwise the boundary layer on the wall, delayed by friction, forms eddies and thereby Gives cause <let the flow detach itself from the wall, whereby result in very high energy losses. On the other hand, require weakly increasing expansions Too great lengths of the transition pieces, although vortex and separation losses are avoided, but the wall friction corresponding to the increasing length is considerable is enlarged and the construction costs naturally increase.

Diese Nachteile können der Erfindung gemäß vermieden werden, wenn man in den Kanälen, Leitungen u. dgl., die strömende Medien führen, die durch Reibung an der Kanalwandung verzögerte Flüssigkeitsschicht an den Stellen, an denen Geschwindigkeit in Druck umgewandelt wird, durch die Wandung hindurch absaugt. Verzögerte Strömungsteile, die sich infolge des anwachsenden Druckes stauen und den Strömungsfäden höherer Geschwindigkeit Anlaß zur Ablösung heben, treten somit nicht auf. Es ist durch die Anordnung gemäß der Erfindung mö;-lich, innerhalb außerordentlich kurzer Strekken die Geschwindigkeit strömender Medien in Druck umzuwandeln.These disadvantages can be avoided according to the invention if one in the channels, lines and the like, which lead flowing media, which by friction on the canal wall delayed liquid layer at the points where speed is converted into pressure, sucked through the wall. Delayed flow parts, which accumulate as a result of the increasing pressure and the flow threads are higher Raise speed cause for detachment, thus do not occur. It's through that Arrangement according to the invention possible, within extremely short distances convert the speed of flowing media into pressure.

Zur Erläuterung der Erfindung dient die Zeichnung.The drawing serves to explain the invention.

In Abb. z ist ein Übergangsstück in einer Leitung beliebiger Art veranschaulicht, in dem die Geschwindigkeit der durch die Leitung z r verhältnismäßig kleinen Durchmessers strömenden Flüssigkeit in höheren Druck umgewandelt werden soll, mit dem sie durch die Leitung 12 verhältnismäßig großen Durchmessers abfließt.Fig.z shows a transition piece in a line of any type, in which the speed of the relatively small diameter through the line z r flowing liquid is to be converted into higher pressure with which it passes through the line 12 flows out of relatively large diameter.

Der Erfindung gemäß ist die Wandung durch einen Ringschlitz 13 durchbrochen, durch den hindurch die verzögerte Flüssigkeitsgrenzschicht über den Ringraum 14, die Leitung 15, die Pumpe 16 abgesaugt wird.According to the invention, the wall is pierced by an annular slot 13 through which the delayed liquid boundary layer is sucked off via the annular space 14, the line 15 and the pump 16.

Hierzu können Pumpen, Gebläse verwendet werden, die von besonderen Motoren getrieben werden, oder beliebige andere Saugeinrichtungen; auch kann die Strömung selbst benutzt werden, indem z. B. mittels Düsen nach Art der Venturirohre oder Bruhnschen Saugrohre unmittelbar der zur Absaugung erforderliche Unterdruck erzeugt wird. Sind Leitungsstrecken mit höherem Druck vorhanden, so kann man als Absaugeinrichtung Strahlapparate benutzen.For this purpose pumps, fans can be used, which are of special Motors are driven, or any other suction device; also can Flow itself can be used by z. B. by means of nozzles in the manner of Venturi tubes or Bruhn suction pipes, the negative pressure required for suction directly is produced. If there are pipe sections with higher pressure, one can use as Use extraction equipment using blasting equipment.

An Stelle der in Abb. r veranschaulichten Ringspalten können auch Saugöffnungen beliebig anderer Art treten, Schlitze, Löcher u. dgl. mehr. Die Saugöffnungen können in einen gemeinsamen Saugraum führen, wie es Abb. i zeigt, oder auch in getrennte Saugkammern. Die Saugwirkung kann durch Drosselung der Saugöffnungen für den gesamten Flüssigkeitsumfang gleichzeitig oder auch für einzelne Saugstellen getrennt geregelt werden. Die Regelung kann auch durch Anschluß der einzelnen Saugstellen an verschiedene Druckstufen der Saugeinrichtung erfolgen oder indem die Eintrittsstellen einzelner Saugkammern oder Saugöffnungen nach einem gemeinsamen Saugraum hin getrennt geregelt werden.In place of that illustrated in Fig.r Annular gaps suction openings of any other type can also occur, slots, holes, etc. more. The suction openings can lead into a common suction space, as shown in Fig. i shows, or in separate suction chambers. The suction can be reduced by throttling the suction openings for the entire circumference of the liquid at the same time or for individual suction points can be regulated separately. The scheme can also be through connection of the individual suction points at different pressure levels of the suction device or by the entry points of individual suction chambers or suction openings after a common suction chamber to be regulated separately.

Als Regelungseinrichtungen können alle bekannten Vorrichtungen, Klappen, Ventile, Blenden u. dgl. verwendet werden; auch kann die Weite der Öffnungen, Schlitze oder Spalten einstellbar ausgeführt werden.All known devices, flaps, Valves, orifices and the like are used; also can be the width of the openings, slots or columns can be made adjustable.

Es kann die in Abb. i dargestellte Anordnung eine Rohrleitung für beliebige Zwecke veranschaulichen, beispielsweise das Saugrohr einer Turbine, indem es unmittelbar an den Austritt der Turbine 115 angesetzt wird (Abb. 2) .The arrangement shown in Fig. I can illustrate a pipeline for any purpose, for example the suction pipe of a turbine, by being attached directly to the outlet of the turbine 115 (Fig. 2).

Die Saugeinrichtung besteht hierbei aus zwei Reihen 116 und 117 von Saugöffnungen, die in getrennte Saugkammern 18, ig münden..The suction device consists of two rows 116 and 117 of Suction openings which open into separate suction chambers 18, ig ..

Als andereAnwendungsmöglichkeiten seien die Mischventile für Verbrennungskraftmaschinen erwähnt, ferner Düsen irgendwelcher Art, in denen durch Erweiterung der Strömungsführung die Geschwindigkeit der Strömung in Druck umgesetzt wird.Mixing valves for internal combustion engines are another possible application mentioned, further nozzles of any kind, in which by expanding the flow guide the speed of the flow is converted into pressure.

So zeigt beispielsweise Abb. 3 eine Anordnung als .Düse 2o einer Lavalschen Turbine 2r. Auch bei Schaufeln von Turbinen, Turbopumpen oder Gebläsen, Kompressoren o. dgl., Leitschaufeln oder Laufschaufeln, ferner bei Diffusoren ist es möglich, durch Anwendung der Übergangsstücke gemäß der Erfindung die Baulänge außerordentlich zu verkürzen und die Strömung sehr- schnell von Geschwindigkeit in Druck umzuwandeln, ohne daß Strömungsverluste durch Wirbelung oder Ablösung eintreten könnten oder aber auch die Reibungsverluste an der Wandung eine irgendwie merkbare Größe annähmen. Unter Umständen ist es erwünscht, die Umwandlung von Geschwindigkeit in Druck in Stufen vorzunehmen, man kann dann die Diffusoren gemäß der Erfindung in Reihe hintereinander anordnen.For example, Fig. 3 shows an arrangement as a. Nozzle 2o of a Laval Turbine 2r. Even with blades of turbines, turbo pumps or blowers, compressors or the like, guide vanes or rotor blades, furthermore with diffusers it is possible by using the transition pieces according to the invention, the overall length is extraordinary to shorten and to convert the flow very quickly from speed to pressure, without flow losses due to turbulence or separation could occur or but also the frictional losses on the wall take on a size that is somehow noticeable. It may be desirable to convert velocity into pressure into Make stages, you can then the diffusers according to the invention in series one behind the other arrange.

Die Erfindung ist anwendbar für Luft, Gase, Flüssigkeiten beliebiger Art. So kann man derartige Einrichtungen auch verwenden, um die Führungen für Abgase, Rauchgase oder Verbrennungsgase, die diese Gase von den Verbrauchsstellen ins Freie führen sollen, außerordentlich kurz zu halten und auf eine kurze Länge stark zu erweitern.The invention is applicable to air, gases, liquids of any kind Art. So you can use such devices to guide the exhaust gases, Flue gases or combustion gases that these gases from the points of consumption into the open should lead to keep extremely short and to be strong for a short length expand.

Abb. q. zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel bei einem Stauwehr. Das Wehr wird an der unteren Seite der Strömung mit Saugöffnungen versehen, die zu Saugkammern der oben beschriebenen Art führen. Die Saugöffnungen können sich als Schlitze über die Wehrbreite erstrecken, es können aber auch einzelne Saugöffnungen in größeren oder kleineren Abständen über die Wehrbreite angeordnet werden.Fig.q. shows another application example in a weir. The weir is provided with suction openings on the lower side of the flow lead to suction chambers of the type described above. The suction openings can extend as slots across the width of the weir, but there can also be individual suction openings be arranged at larger or smaller intervals across the width of the weir.

Die Vorteile der Anordnung bei einem Wehr sind ähnlich wie die oben für andere Leitungen beschriebenen. Die Absaugung der verzögerten Grenzschicht erfolgt durch Saugstellen 34 32, die an der Rückseite der Wehrkrone 3o angeordnet werden. Durch diese Anordnung ist es möglich, einerseits Verluste im W bhr klein zu halten, andererseits aber auch durch Regelung der Saugstellen, sei es -durch Abdrosselung einzelner Saugstellen oder Saugöffnungen, die Überfallmenge zu regeln, da der unbeeinflußte Wehrüberfall drosselnd auf die zufließenden Wassermengen wirkt und diese Drosselwirkung bei der Anordnung gemäß der Erfindung vermieden wird.The advantages of arranging at a weir are similar to those above for other lines. The delayed boundary layer is sucked off by suction points 34 32, which are arranged on the back of the weir crown 3o. This arrangement makes it possible, on the one hand, to keep losses in the W bhr small, on the other hand, however, also by regulating the suction points, be it by throttling individual suction points or suction openings to regulate the amount of overflow, since the unaffected Weir overflow has a throttling effect on the inflowing water volumes and this throttling effect is avoided in the arrangement according to the invention.

-Bei Umwandlung von Druck in Geschwindigkeit kann die Anordnung von Saugeinrichtungen gemäß der Erfindung an den Übergangsstellen von Druck auf Geschwindigkeit unter Umständen wertvoll sein, im besonderen dann, wenn man sehr kurze übergangsstücke mit plötzlichen Querschnittsverengungen verwendet.-When converting pressure into speed, the arrangement of Suction devices according to the invention at the transition points from pressure to speed may be valuable, especially if you have very short transitions used with sudden cross-sectional constrictions.

Die Erfindung ist ferner anwendbar bei kleinen und auch bei sehr hohen Geschwindigkeiten. So kann man bei Überschallgeschwindigkeit ebenfalls starke Erweiterungen der Düsen, Kanäle usw. zulassen, wenn sie finit Einrichtungen gemäß der Erfindung versehen werden und wenn es sich hierbei auch um Umwandlung von Druck in Geschwindigkeit handelt.The invention is also applicable to small and very high Speeds. So you can also make strong expansions at supersonic speed of the nozzles, channels, etc. allow if they are finite devices according to the invention and if it is also a question of converting pressure into speed acts.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for preventing the detachment and vortex formation of flowing media in channels, lines and the like, characterized in that at points where more or less sudden changes in speed or pressure occur, precautions are taken through which the boundary layer can be suctioned off the wall takes place through it.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that that for closed channels, nozzles, diffusers and the like. for suction Annular gaps are used for the delayed liquid layer.

3. Arrangement according to claim z and a, characterized in that the gap widths are adjustable. q .. arrangement according to claim t, characterized by several suitably separated, for example suction openings that can be regulated by means of flaps, screens, valves and the like.