DE723718C - Anordnung zur Verminderung von Eckenverlusten in Kanaelen und Rohrleitungen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Verminderung von Eckenverlusten in Kanälen und Rohrleitungen In Kanälen und Rohrleitungen geführte Flüssigkeits- bzw. Gasströmungen erleiden bekanntlich dadurch zum Teil erhebliche Energieverluste, daß bei Änderung der Strömungsrichtung, so vor allem bei starken Krümmungen der Leitung, Sekundärströmungen auftreten und Wirbelentstehen. Diese sog. Eckenverluste, die bei größeren Anlagen, z. B. Windkanälen, eine nicht unwesentliche Rolle spielen, konnten im allgemeinen bei einer Richtungsänderung der Strömung bis zu etwa go° durch entsprechende Formgebung der Leitung, z. B. Anbringung von Umlenkschaufeln in der Krümmung, mehr oder weniger wirkungsvoll vermindert werden. Darüber hinaus war es jedoch bei _ besonders starken Krümmungen praktisch unmöglich, den Strömungsvorgang mit den bekannten Mitteln ohne wesentliche Erhöhung .des Reibungswiderstandes derart zu beeinflussen, daß sich jene Erscheinungen nicht mehr als untragbare Störungen auswirken.
• Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, :daß der Druckverlust einer solchen. Strömung im wesentlichen vom Verhaltender durch Reihung verzögerten Grenzschicht des Strömungsmittels 'bestimmt wird, und zwar wird diese verzögerte Grenzschicht in einer gekrümmten Leitung von den bekannten sekundären Strömungserscheinungen, die .durch die Zentrifugalkraft hervorgerufen werden, nach der Innenseite der Biegung gedrängt und kommt nun infolge des hier einsetzenden Druckanstiegs zum Stillstand und schließlich zum Abreißen. Die sich dabei bildenden Wirbel bedingen dann zusammen mit den Sekundärströmungen jene nachteiligen Eckenverluste.
• Erfindungsgemäß werden dadurch, daß man auf der Innenseite der Biegung die Leitungswand mitlaufen läßt, die Voraussetzungen für das Entstehen von Eckenverlusten erheblich gemindert. Die mitlaufende Innenwand beschleunigt die sich dort ansammelnde Grenzschicht und beseitigt so deren schädliche W kung. Wie Versuche gezeigt haben, lassen sie, nach diesem Verfahren Änderungen der Strd'' mungsrichtung bis zur vollen Wendung (ISo°j; vornehmen, ohne daß noch sonderliche Energieverluste auftreten.
• Zu diesem Zweck werden in der Leitungskrümmung ein oder mehrere der Biegung entsprechend geformte Umlaufkörper in der Weise angeordnet, daß die innere Strömungsbegrenzung von umlaufenden Flächen gebildet wird. Dabei können die vorzugsweise als Walzen ausgebildeten Umlaufkörper bei besonders starker Grenzschichtbildung, wie z. B. bei Leitungskrümmungen mit gleichzeitiger Querschnittserweiterung, an ihren Enden und gegebenenfalls auch in gewissen Abständen dazwischen mit starr verbundenen, also mitdrehenden, sog. Endscheiben versehen werden.
• Ähnliche Vorgänge sind bei Leitungserweiterungen zu beobachten, bei denen die Strömung gleichsam nach mehreren Seiten hin abgebogen wird und dann in der Hauptrichtung fortläuft. Auch die hier entstehenden Eckenverluste, die darauf zurückzuführen sind, daß die Strömung an oder unmittelbar hinter der Erweiterungsbiegung der Leitung abreißt, werden durch in der Biegung angeordnete und der Biegung .entsprechend ,geformte Umlaufkörper vermieden bzw. erheblich vermindert.
• In der Zeichnung ist der Erfindungs;gegen= ständ in mehreren Beispielen schematisch dargestellt. Es zeigen: Abb. i eine bis zur vollen Wendung gekrümmte gleichförmige Strömungsbahn i, deren Begrenzung auf der Innenseite der Biegung von einem zylindrischen Umlaufkörper 2 gebildet wird, dessen Umfang der Biegung angepaßt ist, Abb. z eine gleichfalls bis zur vollen Wendung gekrümmte, sich aber in Strömungsrichtung stark enveiternde Strömungsbahn 3, deren Begrenzung auf der Innenseite cler Biegung von einem der Biegung angepaßten Umlaufkörper q. gebildet wird, der an seinen Enden sog. Endscheiben 5'trägt, Abb. 3 eine sich stark erweiternde Leitung 6, @ix@ welcher die Strömung gleichsam nach zwei @tten hin .abgebogen wird, dann aber in der Hauptrichtung fortläuft. Die Strömungsbegfenzung an der Erweiterungsbiegung wird hier durch die umlaufenden Walzen 7 gebildet. wie auch bei dieser Anordnung an den Walzenenden zweckmäßigerweise anzubringenden Endscheiben sind der übersichtlichkeit wegen in der Zeichnung fortgelassen.
• Der Vorteil der Anordnung ist vor allem darin zu sehen, daß man nunmehr Strömungen aller Art auf kürzestem Wege bis zu i So" umlenken, verzögern oder umlenken und verzögern kann, ohne daß die Strömung abreißt und hierdurch untragbare Druckverluste entstehen. Für Windkanalbauten, Stromregulierungen, Dampf- und Gasleitungen o. dgl. dürfte dies aus Gründen der mit der Anordnung verbundenen Energie-, Raum-, Gewichts- und Materialersparnis von Bedeutung sein. Auch aus Gründen der Schalldämpfung dürfte die Anordnung Verwendung finden können.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCIIE i. Anordnung zur Verminderung von Eckenverlusten in Kanälen und Rohrleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsbegrenzung an den Stellen, an denen die Strömungsbahn umgelenkt, erweitert oder umgelenkt und erw eitert wird. ganz oder zum Teil von ein oder mehreren Umlaufkörpern gebildet wird, die in ihrer Form der Strömungsbahn angep.aßt sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufkörper an ihren Enden Endscheiben tragen.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Umlaufkörpern mehrere solcher Scheiben in gewissen, meist gleichmäßigen Abständen über die Achslänge verteilt angeordnet sind.