DE641932C - Rohr-T-Stueck - Google Patents

Description

Die vorliegende- Erfindung betrifft ein Rohr-T-Stück, bei welchem durch selbsttätige Absaugung der Grenzschicht an den Umlenkstellen die Strömungsverluste weitgehend ver-

mindert werden.

Außer den unvermeidlichen Reibungsver-

. lusten treten bei T-Stücken Umlenkungsverluste auf, die im wesentlichen durch'den Formwiderstand verursacht werden. Dieser wird -durch Ablösungserscheinungen hervorgerufen, welche energieverzehrende Wirbel erzeugen. Über die Entstehung dieser Ablösungen hat man folgendes festgestellt: Auch bei Fluden mit relativ geringer innerer Reibung, z.B. Luft, Dampf, Wasser, haften die unmittelbar an der Wand befindlichen Teilchen des bewegten Fludes an ihr. Infolge der inneren Reibung verlieren auch die in gewisser Entfernung von der Wand strömenden Teilchen an Geschwindigkeit. Die innere Reibung verursacht Schubspannungen, welche -von der ungestörten Strömung an die wandnahen Schichten Energie übertragen. Solange diese Energie ausreicht, um die durch den Einfluß der-Wand verzögerten Teilchen noch fortzubewegen, treten keine Ablösungserscheinungen auf. Wenn aber, wie bei T-Stücken, durch Umlenkungen das Geschwindigkeitsprofil und damit das Druckfeld sich grund- legend ändern, so müssen die an sich schon in der Grenzschicht verzögerten Teilchen noch in Gebiete höheren Druckes vordringen.

Dazu aber reicht ihre Energie nicht mehr aus; es treten Rückströmungen und. dadurch Aufrollungen der "Grenzschicht, d. h. energieverzehrende Ablösungserscheinungen, auf.

Die bisherigen Versuche zur Verringerung der Strömungsverluste bei Rohr-T-Stücken beschränkten sich im wesentlichen darauf, durch besondere Formgebung des Überganges vom Durchgang, zum Abzweig die Wirbelgebiete klein zu halten, z. B. dadurch, daß der Übergang als Teil eines Kreisbogens ausgebildet wurde. Naturgemäß konnte man die Ursache der Energieverluste, die Ablösungserscheinungen, nicht beseitigen, sondern beschränkte sich darauf, diese klein zu halten.

Bei Diffusoren hat man mit Erfolg versucht, mittels Absaugen der Grenzschicht durch Offnungen in der Wandung die Verluste bei Umsetzung von Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie zu verkleinern, und hat gefunden, daß die zur Absaugung nötige Energie erheblich kleiner ist als die früheren Verluste. Der für die Absaugung der verzögerten Grenzschichtteile benötigte Unterdruck wird dabei von Pumpen oder Gebläsen erzeugt, die von besonderen Kraftmaschinen angetrieben werden.

Um die Baulänge von Kanälen, insbesondere von Turbinensaugrohren, zu verkürzen, ist vorgeschlagen -worden, als Einrichtung zur Erzeugung des für die Absaugung erforderlichen Unterdruckes außer Pumpen

und Gebläsen auch die Strömung selbst durch Betreiben von geeigneten Saug- oder Strahlapparaten zu benutzen und die Säugöffnungen in einen gemeinsamen Saugraum oder in ge-'trennte Saugkammern zu führen, wobei die. Saugwirkung durch Drosselung in den LeiW tungen zum gemeinsamen Saugraum oder durch Anschluß der einzielnen Saugstellen an verschiedene Druckstufen der Saugeinrichtung ίο geregelt wird.

Diese Vorschläge haben den Nachteil, daß besondere Saugräume oder -kammern, Leitungen für die Zuführung, Schaltorgane zur Ein- und Ausschaltung und Regelung der rs Saugspannung benötigt werden, die neben erhöhten Herstellungskosten zusätzliche Strömungsverluste verursachen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rohr-T-Stück für Flude von geringer innerer ao Reibung, z. B. Luft, Dampf, Wasser, bei welchem im Gegensatz zu den bisherigen Rohr-T-Stücken Ablösungserscheinungen durch Absaugen der an der Wand und in ihrer Nähe vierzögerten Teilchen vermieden wera5 den, und bei dem diese Absaugung ohne zusätzliche Pumpen oder Leitungen für die Saugspannung mittels zweier oder mehrerer unmittelbar neben den Umlenkstellen liegenden Strömungswege erreicht wird, die von Teüströmen durchflossen werden und nach Art von Venturirohren durch Öffnungen in der Wand Absaugung bewirken.

Da im allgemeinen in Rohr-T-Stücken, die in ein Leitungsnetz eingebaut sind, eine ganze Reihe wechselnder Stromverzweigungsarten ■und Abzweigverhältnisse erwartet werden muß. würde die Schaltung und Regelung der Saugspannung an den einzelnen Absaugstellen umständlich sein und bei veränderliehen Verzweigungsarten unmöglich sein.

Bei der vorliegenden Einrichtung fällt dagegen nicht nur jede Schalt- und Regelvorrichtung fort, sondern man erzielt auch den Vorteil, daß die Absaugung sich selbsttätig regelt, und zwar je nach der Verzweigungsart, der Strömungsgeschwindigkeit und dem Abzweigverhältnis. Durch den Fortfall von gesonderten Leitungen für die Zuführung der Saugspannungen werden zusätzliche Strömungsverluste vermieden.

Der Boden des Durchgangsrohres ist nach

innen gewölbt. Auch bei Rohr-T-Stücken ohne Absaugung der Grenzschicht ist eine solche Wölbung des Durchgangsrohres günstig, weil dadurch das an dieser Stelle bei den meisten Abzweigverhältnissen entstehende

■ Wirbelgebiet verkleinert und die Strömung besser geführt wird. Bei Absaugung der Grenzschicht ist diese Wölbung aus folgendem Grunde besonders günstig: Der der Strömung zur Verfügung stehende Querschnitt ist "nicht durch das sonst im Abzweig entstehende Wirbelgebiet verkleinert; damit aber die Strömung sich nicht übermäßig erweitert, empfiehlt es sich, den Strömungsquerschnitt durch die Wölbung zu verringern. Fig. ι zeigt ein Ausführungsbeispiel im ■•Aufriß und

Fig. 2 im Grundriß.

Das Rohr-T-Stück besteht aus dem Grundkörper a, der vor und hinter den relativ geringen bogenförmigen Übergängen je zwei Öffnungen & und in der Mitte der Übergänge mehrere loch- oder schlitzförmige Öffnungen c besitzt. Die beiden Wändee, die zur Erhöhung der Geschwindigkeit im engsten Querschnitt Einschnürungen/ besitzen, sind mit dem Grundkörper α verbunden. Die Wänden bilden mit den von ihnen eingeschlossenen Teilen des Grundkörpers« zwei nach Art von Venturinohren wirkende Strömungswege g". Der Boden des Grundkörpers α hat eine nach innen gerichtete Wölbung d, die ohne Spitze in der Form einer flachen Kurve verläuft.

Fließt das Flud z. B. von der linken Durchgangsseite ein und in irgendeinem Abzweigverhältnis durch den Abzweig und die andere Durchgangsseite ab, so entsteht bei den bisherigen Formen an der linken Übergangsseite eine erhebliche Wirbelablösung. Bei der vorliegenden Form jedoch fließt durch das linke Venturirohr ein Teilstrom, der seine Geschwindigkeit entsprechend der allmählichen Querschnittsverengung steigert, seinen Geschwindigkeitshöchstwert in der engsten Stelle erreicht und infolge des durch die Geschwindigkeitserhöhung entstehenden Unterdruckes durch" die Öffnungen c hindurch das Grenzschichtmaterial des Überganges absaugt und damit die Wirbelablösung verhindert. Fließt das Flud z, B. durch den Abzweig ein und durch die Durchgangsrohre ab, so treten beide Venturirohre in Tätigkeit. Die Venturirohre können auch aus selbständigen Rohren bestehen, deren Enden vor und hinter den Übergängen in das T-Stück eingeschweißt werden und deren engste Querschnitte mit den Öffnungen c der Wand verbunden werden. An Stelle eines Schlitzes in der Übergangswand können auch mehrere Öffnungen hinter- einander angeordnet werden, um eine hinter der ersten Öffnung evtl. sich bildende neue Grenzschicht abzusaugen.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Rohr-T-Stück zum Umlenken und Verzweigen von Strömen in Leitungen mit einer Einrichtung zum selbsttätigen Absaugen der verzögerten Grenzschichtteile iao an den Umlenkstellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (0) des

   Rohr-T-Stückes vor und nach den Umlenkstellen je eine Öffnung (b) aufweist, die nach außen durch eine derart geformte Wand (e) abgedeckt sind, daß zwischen den beiden Öffnungen (b) ein nach Art von Venturirohren wirkender Strömungsweg (g) gebildet wird, an dessen engster Stelle Öffnungen (c) in der Wandung des Grundkörpers (a) angeordnet sind.
2. 2. Rohr-T-Stück nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Grundkörpers (a) eine nach innen gerichtete Wölbung besitzt, die ohne Spitze in Form einer flachen Kurve verläuft.

   Hierzu t Blatt Zeichnungen