RU2002133664A - Способ и устройство для повышения эффективности и производительности комбинированных технологий регулирования пограничного слоя жидкости - Google Patents

Claims (32)

1. Способ эжекции снижающего сопротивление вещества в первую жидкость таким способом, позволяющий избежать разрушения и "сдува" первой жидкости и снизить скорость диффузии снижающего сопротивление вещества в первой жидкости, чтобы таким образом увеличить эффективность снижающего сопротивление вещества для снижении сопротивления первой жидкости при ее движении относительно стенки, при этом указанный метод включает следующие шаги, выполняемые в обозначенном порядке:

а) предварительная подготовка снижающего сопротивление вещества, заставляя вторую жидкость, которая содержит снижающее сопротивление вещество типа диспергированных твердых частиц, жидких или газовых микропузырьков или смеси веществ, течь через сопло, которое генерирует градиент осевой скорости внутри второй жидкости, содержащей добавку как смесь или в растворе, чтобы таким образом развернуть, выровнять вдоль потока и удлинить молекулы снижающего сопротивление вещества;

б) прохождение второй жидкости через вихревую камеру для создания вихря внутри вихревой камеры, уменьшая таким образом завихренность второй жидкости;

в) эжекция второй жидкости через первый эжектор, имеющий щель в стенке, в первую жидкость, в то время как упомянутая первая жидкость обтекает упомянутую стенку, а упомянутая щель сформирована таким образом, чтобы включить первую поверхность Коанда как свою часть.

2. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что первая поверхность Коанда установлена ниже по потоку от щели относительно потока первой жидкости около упомянутой стенки.

3. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что упомянутая вихревая камера размещена так, чтобы по крайней мере часть ее была напротив первой поверхности Коанда.

4. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что вихревая камера имеет острую кромку в том месте, где вторая жидкость из сопла попадает в вихревую камеру.

5. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что поверхность вихревой камеры образует острую кромку в месте соприкосновения вихревой камеры со стенкой.

6. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что участок между стенкой и вихревой камерой содержит вторую криволинейную поверхность.

7. Способ по пункту 1, включающий также эжектирование третьей жидкости через второй эжектор, имеющий щель ниже по потоку от указанного первого эжектора, при этом второй эжектор имеет поверхность Коанда на нижней по потоку стороне и вихревую камеру, установленную так, чтобы хотя бы ее часть находилась напротив поверхности Коанда.

8. Способ по пункту 7, отличающийся тем, что второй эжектор имеет другой размер, но во всем остальном подобен по конструкции упомянутому первому эжектору.

9. Способ по пункту 1, включающий также эжектирование четвертой жидкости через третью щель, расположенную выше по потоку от упомянутой первой щели, при этом третья щель имеет поверхность Коанда на нижней по течению стороне и вихревую камеру, установленную так, чтобы хотя бы часть ее располагалась напротив поверхности Коанда.

10. Способ по пункту 9, отличающийся тем, что третья щель имеет другой размер, но во всем остальном подобна по конструкции упомянутой первой щели.

11. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что выше по потоку от указанной первой щели размещено углубление с целью удаления завихренности из первой жидкости при обтекании ею указанного углубления.

12. Способ по пункту 11, отличающийся тем, что упомянутое углубление сообщается с источником пятой жидкости, которая поступает в углубление посредством поверхности Коанда в донной нижней по потоку части углубления.

13. Способ по пункту 11, отличающийся тем, что упомянутое углубление сообщается с источником пятой жидкости, которая поступает в углубление через сопло в верхнем расположенном выше по потоку крае углубления.

14. Способ по пункту 7, отличающийся тем, что третья жидкость имеет более низкую вязкость, чем упомянутая вторая жидкость.

15. Способ подачи одного или более снижающих сопротивление веществ в предварительно выбранные множественные слои пограничного слоя первой жидкости, текущей относительно стенки, при этом упомянутый метод включает следующие этапы:

эжектирование по крайней мере одного снижающего сопротивление вещества через множественные щели, которые расположены последовательно вдоль направления течения первой жидкости, при этом по крайней мере одна из упомянутых щелей взаимодействует посредством жидкости с соплом, вихревой камерой, расположенной так, чтобы активироваться жидкостью, проходящей через сопло, с тем чтобы создать один или более вихрей в жидкости в вихревой камерой, и поверхностью Коанда, расположенной напротив вихревой камеры.

16. Способ по пункту 15, отличающийся тем, что по крайней мере одно снижающее сопротивление вещество эжектируется через множественные щели с различными концентрациями.

17. Способ по пункту 15, отличающийся тем, что расходы жидкостей, эжектируемых через множественные щели, изменяются в зависимости от параметров потока первой жидкости, желательного уровня снижения сопротивления и длины упомянутой стенки.

18. Способ по пункту 14, отличающийся тем, что третья жидкость подогревается, чтобы тем самым обеспечить для указанной жидкости более низкую вязкость по сравнению с вязкостью не нагретой жидкости.

19. Способ эжектирования снижающего сопротивление вещества в первую жидкость, позволяющий уменьшить скорость диффузии снижающего сопротивление вещества в первой жидкости, чтобы тем самым увеличить эффективность снижающего сопротивление вещества в снижении сопротивления первой жидкости при ее движении относительно стенки, при этом упомянутый метод содержит следующие этапы, выполняемые в указанном порядке:

а) создание потока жидкости, содержащей диспергированный газ, через сопло, сконфигурированное как генератор микропузырьков,

б) прохождение жидкости, содержащей диспергированный газ, через вихревую камеру для образования вихря в вихревой камере, тем самым уменьшая завихренность жидкости, содержащей диспергированный газ, и

в) эжектирование жидкости, содержащей диспергированный газ, через щель в первую жидкость при обтекании ею упомянутой щели, при этом упомянутая щель включает первую поверхность Коанда как свою часть.

20. Устройство для эжектирования снижающего сопротивление вещества в первую жидкость, позволяющее снижает скорость диффузии снижающего сопротивление вещества в первой жидкости, чтобы тем самым увеличить эффективность снижающего сопротивление вещества в снижении сопротивления первой жидкости при ее движении относительно стенки, при этом упомянутое устройство включает:

а) сопло, которое генерирует осевой градиент скорости во второй жидкости, проходящей через упомянутое сопло;

б) вихревая камера, которая расположена так, чтобы быть активированной второй жидкостью, проходящей через упомянутое сопло, с тем чтобы создать вихрь или систему вихрей во второй жидкости в вихревой камере;

в) первый эжектор со щелью для эжектирования второй жидкости в поток первой жидкости, проходящей около упомянутой щели, при этом упомянутая щель сформирована так, чтобы включить поверхность Коанда как свою часть.

21. Устройство по пункту 20, отличающееся тем, что поверхность Коанда прилегает к нижней по потоку стенке указанной щели относительно потока первой жидкости около указанной щели.

22. Устройство по пункту 20, отличающееся тем, что вихревая камера расположена так, чтобы по крайней мере часть ее находилась напротив поверхности Коанда.

23. Устройство по пункту 20, при этом упомянутое устройство также включает следующие элементы, расположенные вниз по потоку от упомянутой щели для эжекции второй жидкости:

а) сопло, которое генерирует осевой градиент скорости в третьей жидкости, проходящей через упомянутое сопло;

б) вихревая камера, которая расположена так, чтобы быть активированной третьей жидкостью, проходящей через упомянутое сопло, с тем чтобы создать вихрь или систему вихрей в третьей жидкости в вихревой камере; и

в) второй эжектор, который имеет щель для эжектирования третьей жидкости под поток первой и второй жидкостей около упомянутого второго эжектора, при этом упомянутая щель сформирована так, чтобы включить поверхность Коанда как свою часть.

24. Устройство по пункту 20, при этом упомянутое устройство также включает следующие элементы, расположенные выше по потоку от упомянутой щели для эжекции второй жидкости:

а) сопло, которое генерирует осевой градиент скорости в четвертой жидкости при прохождении четвертой жидкости через упомянутое сопло;

б) вихревая камера, которая расположена так, чтобы быть активированной четвертой жидкостью, проходящей через упомянутое сопло, с тем чтобы создать вихрь или систему вихрей в четвертой жидкости в вихревой камере;

в) щель для эжектирования четвертой жидкости в поток первой жидкости около упомянутой щели и над потоком второй жидкости ниже по потоку от упомянутой щели, при этом упомянутая щель сформирована так, чтобы включить поверхность Коанда как свою часть.

25. Устройство по пункту 20, отличающееся тем, что выше по потоку от упомянутой щели расположено углубление.

26. Устройство по пункту 25, отличающееся тем, что углубление, расположенное выше по потоку от упомянутой щели, включает канал и сопло для подачи и предварительной подготовки пятой жидкости, которая содержит снижающее сопротивление вещество.

27. Устройство по пункту 26, в котором упомянутый канал включает поверхность Коанда.

28. Устройство по пункту 25, в котором упомянутое углубление имеет эллиптическое поперечное сечение.

29. Устройство по пункту 20, при этом упомянутое устройство также включает следующие элементы, расположенные выше по потоку от упомянутого первого эжектора:

а) сопло, которое генерирует осевой градиент скорости в расходной пятой жидкости при ее прохождении через упомянутое сопло;

б) вихревая камера, расположенная так, чтобы быть активированной пятой жидкостью, которая проходит через упомянутое сопло, с тем чтобы создать вихрь или систему вихрей в пятой жидкости в вихревой камере;

в) щель для эжектирования пятой жидкости в поток первой жидкости около упомянутой щели, при этом упомянутая щель сформирована так, чтобы включить поверхность Коанда как свою часть.

30. Способ по пункту 9, отличающийся тем, что выше по потоку от упомянутой третьей щели расположено углубление с целью удаления завихренности из первой жидкости при обтекании ею упомянутого углубления.

31. Устройство по пункту 24, при этом упомянутое устройство также включает следующие элементы, расположенные выше по потоку от упомянутого первого эжектора:

а) сопло, которое генерирует осевой градиент скорости в расходной пятой жидкости, когда она проходит через упомянутое сопло;

б) вихревая камера, расположенная так, чтобы быть активированной пятой жидкостью, которая проходит через упомянутое сопло, с тем чтобы создать вихрь или систему вихрей в пятой жидкости в вихревой камере;

в) щель для эжектирования пятой жидкости в поток первой жидкости около упомянутой щели, при этом упомянутая щель сформирована так, чтобы включить поверхность Коанда как свою часть.

32. Способ эжекции снижающей сопротивление субстанции в первую жидкость, который не вызывает разрушение или сдув первой жидкости и снижает скорость диффузии снижающего сопротивление вещества в первой жидкости, чтобы тем самым увеличить эффективность снижающего сопротивление вещества в снижении сопротивления первой жидкости при ее движении относительно стенки, при этом упомянутый способ включает следующие этапы, выполняемые в указанном порядке:

а) предварительная подготовка снижающего сопротивление вещества, заставляя вторую жидкость, которая содержит снижающее сопротивление вещество типа диспергированных твердых частиц, жидких или газовых микропузырьков или смеси веществ, течь через сопло, которое генерирует градиент осевой скорости внутри второй жидкости, содержащей добавку как смесь или в растворе, чтобы таким образом развернуть, выровнять вдоль потока и удлинить молекулы снижающего сопротивление вещества;

б) прохождение второй жидкости через вихревую камеру для создания вихря внутри вихревой камеры, уменьшая таким образом завихренность второй жидкости;

в) эжекция второй жидкости через первый эжектор, имеющий щель в упомянутой поверхности, в первую жидкость, в то время как упомянутая первая жидкость обтекает упомянутую поверхность, при этом упомянутая щель сформирована таким образом, чтобы включить первую поверхность Коанда как свою часть.