RU2049963C1 - System for preparation and supply of liquid fuel - Google Patents

System for preparation and supply of liquid fuel Download PDF

Info

Publication number
RU2049963C1
RU2049963C1 RU93017702A RU93017702A RU2049963C1 RU 2049963 C1 RU2049963 C1 RU 2049963C1 RU 93017702 A RU93017702 A RU 93017702A RU 93017702 A RU93017702 A RU 93017702A RU 2049963 C1 RU2049963 C1 RU 2049963C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
tank
intake pipe
fuel
float
Prior art date
Application number
RU93017702A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93017702A (en
Inventor
А.Л. Высоцкий
Д.Л. Высоцкий
Л.Л. Высоцкий
Original Assignee
Высоцкий Алексей Леонидович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Высоцкий Алексей Леонидович filed Critical Высоцкий Алексей Леонидович
Priority to RU93017702A priority Critical patent/RU2049963C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2049963C1 publication Critical patent/RU2049963C1/en
Publication of RU93017702A publication Critical patent/RU93017702A/en

Links

Images

Landscapes

  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

FIELD: combustion of liquid fuel. SUBSTANCE: system comprises tank 1, suction pipe 2 connected to lower part of said tank 1, disperser 3 and pump 4 with nozzle 5, connected in an arbitrary order to pipe 2. Tank 1 accommodates movable pipe 6 connected at one end to float 7 while its other end is connected to the end of suction pipe 2 located in lower part of fuel tank 1 by means of a joint permitting pipe 6 to revolve. Pipe 6 is provided with holes 8 throughout its length. The joint of pipe 6 with suction pipe 2 comprises pipe section arranged square to pipe 6. One end of said pipe section is closed while the other one is connected by a revolving joint with the end of suction pipe 2. EFFECT: improved design. 24 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в устройствах, потребляющих жидкое топливо. The invention relates to energy and can be used in devices consuming liquid fuel.

Известна система подачи жидкого топлива, содержащая топливный бак с топливоподводящим трубопроводом, размещенным в нижней части бака, заборным патрубком и последовательно подключенными к нему насосом и форсункой, на конце топливоподводящего трубопровода установлено сопло, расположенное напротив заборного патрубка [1]
Недостатком известной системы является ограниченность ее применения из-за необходимости наличия постоянно функционирующего топливоподводящего трубопровода. Возвратный топливоподводящий трубопровод не во всех случаях способен обеспечить поступление топлива в требуемом количестве и, кроме того, он часто используется для обогрева бака, что связано с определенными трудностями.A known liquid fuel supply system comprising a fuel tank with a fuel supply pipe located at the bottom of the tank, a suction pipe and a pump and nozzle connected in series to it, a nozzle located opposite the intake pipe is installed at the end of the fuel pipe [1]
A disadvantage of the known system is its limited use due to the need for a constantly functioning fuel supply pipeline. The return fuel supply pipe is not always capable of ensuring the supply of fuel in the required amount and, moreover, it is often used to heat the tank, which is associated with certain difficulties.

Кроме того, известна система подачи жидкого топлива, являющаяся наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемой, содержащая расходный бак, в котором заборные патрубки подключены к топливному трубопроводу через горизонтальный коллектор, а входные концы их направлены вверх и расположены на разной высоте. К топливному трубопроводу последовательно подсоединены насос, диспергатор и форсунка [2]
Недостатком указанной системы является ее низкая надежность, так как при использовании сильно обводненного топлива вода может располагаться в нижней части расходного бака, а ее уровень быть выше входных концов всех заборных патрубков. В данном случае в горизонтальный коллектор будет поступать вода без топлива, в результате чего произойдет срыв работы форсунок. Кроме того, объем топлива в расходном баке, находящийся ниже заборных патрубков, превращается в "мертвый" запас, который невозможно откачать в систему подачи.In addition, the known system of supplying liquid fuel, which is the closest in technical essence and the achieved positive effect to the proposed, containing a supply tank in which the intake pipes are connected to the fuel pipe through a horizontal manifold, and their inlet ends are directed up and located at different heights. A pump, dispersant and nozzle are connected in series to the fuel pipe [2]
The disadvantage of this system is its low reliability, since when using heavily flooded fuel, water can be located in the lower part of the supply tank, and its level can be higher than the inlet ends of all intake pipes. In this case, water without fuel will enter the horizontal manifold, as a result of which the nozzles will fail. In addition, the volume of fuel in the supply tank, located below the intake pipes, turns into a "dead" supply, which cannot be pumped into the supply system.

Целью изобретения является повышение надежности работы системы путем стабилизации подачи топлива. The aim of the invention is to increase the reliability of the system by stabilizing the fuel supply.

Это достигается тем, что в баке дополнительно расположены поплавок и подвижная заборная труба с поперечным сечением произвольной формы, одним концом прикрепленная к поплавку, а другим к расположенному в нижней части топливного бака концу заборного трубопровода, причем на боковой поверхности заборной трубы выполнены сквозные отверстия. This is achieved by the fact that in the tank there are additionally a float and a movable intake pipe with a cross-section of arbitrary shape, attached at one end to the float and the other at the end of the intake pipe located at the bottom of the fuel tank, and through holes are made on the side surface of the intake pipe.

Соединение подвижной заборной трубы с концом заборного трубопровода может быть выполнено шарнирным или гибким, прикрепленный к поплавку конец подвижной заборной трубы с возможностью его открытия или закрытия. The connection of the movable intake pipe to the end of the intake pipe can be hinged or flexible, the end of the movable intake pipe attached to the float with the possibility of opening or closing it.

Длина l заборной трубы и расстояние L между верхним и нижним предельными уровнями бака связаны неравенством l≥L, причем L a-b. The length l of the intake pipe and the distance L between the upper and lower limit levels of the tank are related by the inequality l≥L, with L a-b.

Подвижная заборная труба может быть выполнена с переменной площадью поперечного сечения. The movable intake pipe can be made with a variable cross-sectional area.

При этом площадь поперечного сечения заборной трубы в месте прикрепления к поплавку меньше, чем в месте присоединения к заборному трубопроводу. Кроме того, подвижная заборная труба образована из двух или более последовательно соединенных друг с другом труб, причем трубы выполнены с различной площадью поперечного сечения, но каждая из них выполнена с постоянной площадью поперечного сечения. При этом труба, имеющая наименьшую площадь поперечного сечения, прикреплена к поплавку, а труба, имеющая наибольшую площадь поперечного сечения, присоединена к концу заборного трубопровода. In this case, the cross-sectional area of the intake pipe at the point of attachment to the float is less than at the point of attachment to the intake pipe. In addition, the movable intake pipe is formed of two or more pipes connected in series with each other, the pipes being made with different cross-sectional areas, but each of them is made with a constant cross-sectional area. In this case, the pipe having the smallest cross-sectional area is attached to the float, and the pipe having the largest cross-sectional area is attached to the end of the intake pipe.

Поставленная цель достигается также и тем, что выполнено соотношение

Figure 00000002
≥
Figure 00000003
(1) где S площадь наибольшего поперечного сечения трубы;
Р периметр наибольшего поперечного сечения трубы;
μ- динамическая вязкость топлива в наиболее прогретом месте бака;
h расстояние между двумя наиболее близкими отверстиями в трубе;
j объемный расход жидкости через систему подачи топлива;
ΔР допустимый перепад давления на заборном устройстве.The goal is also achieved by the fact that the relation
Figure 00000002
≥
Figure 00000003
(1) where S is the area of the largest cross section of the pipe;
P is the perimeter of the largest cross section of the pipe;
μ - dynamic viscosity of the fuel in the most warmed place of the tank;
h the distance between the two closest holes in the pipe;
j volumetric flow rate of the fluid through the fuel supply system;
ΔР permissible differential pressure on the intake device.

ΔР Ратм + ρgH-Pсопр-Ps, (2) где Ратм атмосферное давление;
ρ- плотность топлива;
g ускорение свободного падения;
Н разница между нижним предельным уровнем бака и уровнем расположения входного патрубка насоса;
Рсопр гидравлическое сопротивление заборного трубопровода при объемном расходе j;
Ps давление кипения жидкого топлива при имеющейся в наименее прогретом месте бака температуре.ΔP P atm + ρgH-P sopr -P s , (2) where P atm is atmospheric pressure;
ρ is the fuel density;
g acceleration of gravity;
H is the difference between the lower limit level of the tank and the location level of the pump inlet;
P sopr hydraulic resistance of the intake pipe at a volumetric flow rate j;
P s is the boiling pressure of the liquid fuel at the temperature in the least warmed place of the tank.

Отношение расстояния между двумя наиболее удаленными друг от друга отверстиями или расстояния между наиболее удаленным от конца трубы отверстием и открытым концом трубы к расстоянию между верхним и нижним предельными уровнями бака равно не менее минимально возможной объемной доли воды в топливно-водяной смеси в баке. The ratio of the distance between the two holes farthest from each other or the distance between the hole farthest from the pipe end and the open end of the pipe to the distance between the upper and lower limit levels of the tank is not less than the minimum possible volume fraction of water in the fuel-water mixture in the tank.

Расстояние между двумя наиболее удаленными друг от друга отверстиями или расстояние между наиболее удаленным от конца трубы отверстием и открытым концом труба равно не менее 0,04 расстояния между верхним и нижним предельными уровнями бака. The distance between the two holes farthest from each other or the distance between the hole furthest from the end of the pipe and the open end of the pipe is at least 0.04 of the distance between the upper and lower limit levels of the tank.

Кроме того, отверстия, выполненные по длине поворотной заборной трубы, имеют различную площадь поперечного сечения. In addition, the holes made along the length of the swivel intake pipe have a different cross-sectional area.

Площадь поперечного сечения отверстия, находящегося ближе к поплавку, больше площади поперечного сечения более удаленного от поплавка отверстия. The cross-sectional area of the hole closer to the float is larger than the cross-sectional area of the hole farthest from the float.

Отверстия с одинаковой площадью поперечного сечения распределены по длине подвижной заборной трубы с одинаковым шагом, отверстия, выполненные по длине подвижной заборной трубы, имеют эллипсовидную или круглую форму, а отверстия, выполненные по длине подвижной заборной трубы, имеют щелевидную форму. Holes with the same cross-sectional area are distributed along the length of the movable intake pipe with the same pitch, holes made along the length of the movable intake pipe have an elliptical or round shape, and holes made along the length of the movable intake pipe have a slit-like shape.

Кроме того, выполнено соотношение
P1≅

Figure 00000004
Figure 00000005
(3) где P' периметр отверстия, наиболее близкого к концу заборного трубопровода;
ν- кинематическая вязкость топлива в наиболее прогретом месте бака.In addition, the relation
P 1 ≅
Figure 00000004
Figure 00000005
(3) where P 'is the perimeter of the hole closest to the end of the intake pipe;
ν - kinematic viscosity of the fuel in the most warmed place of the tank.

Отверстия снабжены защитными решетками. The holes are equipped with protective grilles.

Выполнено соотношение

Figure 00000006
≥
Figure 00000007
Figure 00000008
(4) где
Figure 00000009
суммарная площадь отверстий и расположенного возле поплавка открытого конца трубы.The relation is satisfied
Figure 00000006
≥
Figure 00000007
Figure 00000008
(4) where
Figure 00000009
the total area of the holes and the open end of the pipe located near the float.

Выполнено также соотношение

Figure 00000010
≅ 2,8
Figure 00000011
(5) где ν- кинематическая вязкость воды в наиболее прогретом месте бака;
S*- площадь наименьшего отверстия.The relation also holds
Figure 00000010
≅ 2.8
Figure 00000011
(5) where ν is the kinematic viscosity of water in the most heated place in the tank;
S * is the area of the smallest hole.

Кроме того, поворотная заборная труба жестко присоединена к перпендикулярному отрезку трубы, один конец которого закрыт, а другой сопряжен с концом заборного трубопровода через соединение, допускающее его вращение, причем оба конца отрезка трубы соединены с неподвижными частями бака соединением, предотвращающим их перемещение в плоскости, перпендикулярной этому отрезку трубы. In addition, the swivel intake pipe is rigidly attached to a perpendicular pipe segment, one end of which is closed and the other is connected to the end of the intake pipe through a connection that allows its rotation, both ends of the pipe segment are connected to the stationary parts of the tank by a connection preventing them from moving in the plane, perpendicular to this pipe section.

Система дополнительно содержит диспергатор, подключенный к трубопроводу до или после насоса. The system further comprises a dispersant connected to the pipeline before or after the pump.

Поплавок скреплен с верхней частью бака гибким элементом. В варианте исполнения свободный конец гибкого элемента выведен за пределы бака. The float is fastened to the top of the tank by a flexible element. In an embodiment, the free end of the flexible member extends beyond the tank.

На фиг.1 изображена система подготовки и подачи жидкого топлива; на фиг. 2 разрез поворотной трубы и узла ее сопряжения с заборным трубопроводом. Figure 1 shows a system for the preparation and supply of liquid fuel; in FIG. 2 section of the rotary pipe and its interface with the intake pipe.

Система содержит бак 1, подключенный к нижней части бака 1 заборный трубопровод 2, подключенные к трубопроводу 2 в произвольном порядке диспергатор 3 и насос 4 и подключенную к ним форсунку 5. В баке 1 расположена подвижная заборная труба 6, одним концом прикрепленная к поплавку 7, а другим присоединенная к расположенному в нижней части топливного бака 1 концу заборного трубопровода 2 посредством шарнирного или гибкого соединения. По длине трубы 6 выполнены отверстия 8. Узел сопряжения заборной трубы 6 с заборным трубопроводом 2 состоит из перпендикулярно расположенного относительно трубы 6 отрезка трубы 9, один конец которого закрыт, а другой связан через соединение, допускающее его вращение, с концом заборного трубопровода 2. При работе системы топливо и вода, которые могут располагаться слоями в баке 1, через отверстия 8 поступают в заборную трубу 6, где и происходит их смешение. Грубая топливно-водяная смесь насосом 4 подается в диспергатор 3, а образовавшаяся в последнем топливно-водяная эмульсия на форсунку 5. При изменении уровня жидкости в баке 1 заборная труба 6 изменяет свое положение при посредстве поплавка 7 и таким образом постоянно находится в погруженном состоянии. Для того, чтобы падение давления по длине заборной трубы 6 было небольшим, она должна иметь достаточно большой гидравлический диаметр. Чтобы не было забора с одного, пусть даже самого верхнего уровня, конец заборной трубы 6 можно закрыть. The system comprises a tank 1, an intake pipe 2 connected to the bottom of the tank 1, a disperser 3 connected to a pipe 2 and a pump 4 and a nozzle 5 connected to them. A movable intake pipe 6 is located in the tank 1, attached to the float 7 at one end, and others connected to the end of the intake pipe 2 located at the bottom of the fuel tank 1 by means of a swivel or flexible connection. Holes are made along the length of the pipe 6. The interface unit of the intake pipe 6 with the intake pipe 2 consists of a pipe segment 9 perpendicular to the pipe 6, one end of which is closed and the other connected through the connection allowing its rotation to the end of the intake pipe 2. When the operation of the system, fuel and water, which can be layered in the tank 1, through the openings 8 enter the intake pipe 6, where they are mixed. The coarse fuel-water mixture is pumped into the dispersant 3 by a pump 4, and the fuel-water emulsion formed in the latter is sent to the nozzle 5. When the liquid level in the tank 1 changes, the intake pipe 6 changes its position by means of the float 7 and is thus constantly immersed. In order for the pressure drop along the length of the intake pipe 6 to be small, it must have a sufficiently large hydraulic diameter. So that there is no fence from one, even the highest level, the end of the intake pipe 6 can be closed.

В процессе эксплуатации может случится так, что отверстия 8 в заборной трубе 6 засоряются. Их прочистка при заполненном баке 1 связана с определенными трудностями. Для предотвращения простоя предлагается конец заборной трубы 6 выполнить с возможностью открывания. Систему подачи жидкого топлива можно эксплуатировать и с открытым концом заборной трубы 6 (однако цель изобретения при этом не будет достигаться) до тех пор, пока не появится возможность прочистки отверстий. During operation, it may happen that the holes 8 in the intake pipe 6 become clogged. Their cleaning with a filled tank 1 is associated with certain difficulties. To prevent downtime, it is proposed that the end of the intake pipe 6 be openable. The liquid fuel supply system can also be operated with the open end of the intake pipe 6 (however, the purpose of the invention will not be achieved) until it becomes possible to clean the holes.

Для того, чтобы жидкость забиралась со всех уровней бака 1 равномерно (это не обязательно, но желательное условие работы), заборная труба 6 должна быть достаточно длинной, т.е. ее длина должна составлять не менее расстояния между верхним и нижним предельными уровнями бака 1. In order for the liquid to be taken from all levels of the tank 1 evenly (this is not necessary, but a desirable working condition), the intake pipe 6 must be sufficiently long, i.e. its length should be at least the distance between the upper and lower limit levels of tank 1.

В резервуаре большой емкости заборная труба 6 должна быть достаточно длинной, а значит и тяжелой. Для того, чтобы сделать конструкцию менее металлоемкой предлагается различные участки заборной трубы 6 выполнить разного поперечного сечения. In the large-capacity tank, the intake pipe 6 must be sufficiently long, and therefore heavy. In order to make the design less metal-intensive, it is proposed that various sections of the intake pipe 6 be made of different cross sections.

При ламинарном режиме течения жидкости (а именно такой режим будет осуществляться в заборной трубе 6) падение давления на длине трубы 6 составляет
ΔP

Figure 00000012
·
Figure 00000013
Figure 00000014
(6) где l длина трубы;
D 4S/P ее гидравлический диаметр;
S площадь поперечного сечения трубы;
Р периметр трубы;
φ- коэффициент, учитывающий геометрическую форму канала (для круглой трубы φ= 1, для плоского канала φ= 1,5);
v средняя по сечению скорость жидкости;
Re критерий Рейнольдса;
ν- кинематическая вязкость
или
ΔP
Figure 00000015
32φμ
Figure 00000016
где i объемный расход жидкости через трубу;
μ- динамическая вязкость жидкости.In the laminar regime of fluid flow (namely, such a regime will be carried out in the intake pipe 6), the pressure drop along the length of the pipe 6 is
ΔP
Figure 00000012
·
Figure 00000013
Figure 00000014
(6) where l is the length of the pipe;
D 4S / P its hydraulic diameter;
S is the cross-sectional area of the pipe;
P is the perimeter of the pipe;
φ is a coefficient taking into account the geometric shape of the channel (for a round pipe φ = 1, for a flat channel φ = 1.5);
v average cross-sectional fluid velocity;
Re Reynolds test;
ν- kinematic viscosity
or
ΔP
Figure 00000015
32φμ
Figure 00000016
where i is the volumetric flow rate of the fluid through the pipe;
μ - dynamic fluid viscosity.

Пусть в заборной трубе 6 имеются всего два отверстия 8. Расстояние между ними h. Пусть в дальнее от заборного трубопровода 2 отверстие 8 входит поток жидкости i j/2, где j объемный расход жидкости через систему подачи топлива. Падение давления на участке заборной трубы 6 длины h не должно превосходить допустимого перепада давления ΔР на заборном устройстве
ΔP ≥

Figure 00000017
16φμ
Figure 00000018
или, учитывая, что φ≥1, а D 4S/P
Figure 00000019
≥
Figure 00000020

При идеальном отстаивании воды в полном баке 1 отношение толщины слоя последней к расстоянию между верхним и нижним предельными уровнями бака 1 будет равно объемной доли воды в баке. Поэтому отношение расстояния между двумя наиболее удаленными друг от друга отверстиями 8 или расстояние между наиболее удаленным от конца трубы 6 отверстием 8 и открытым концом трубы 6 должно составлять не менее объемной доли воды в водотопливной смеси в баке.Let the intake pipe 6 have only two holes 8. The distance between them h. Let the fluid stream ij / 2, where j is the volumetric flow rate of the liquid through the fuel supply system, enter the hole farthest from the intake pipe 2. The pressure drop in the section of the intake pipe 6 of length h should not exceed the allowable pressure drop ΔP on the intake device
ΔP ≥
Figure 00000017
16φμ
Figure 00000018
or, given that φ≥1, and D 4S / P
Figure 00000019
≥
Figure 00000020

With perfect water upholding in a full tank 1, the ratio of the layer thickness of the latter to the distance between the upper and lower limit levels of tank 1 will be equal to the volume fraction of water in the tank. Therefore, the ratio of the distance between the two holes 8 most distant from each other or the distance between the hole 8 most remote from the end of the pipe 6 and the open end of the pipe 6 should be at least a volume fraction of water in the fuel mixture in the tank.

При сливе мазута из цистерн с разогревом "открытым" паром происходит его обводнение до 4-10% а при разогреве высоковязких мазутов в зимнее время до 15-20%
Поэтому расстояние между двумя наиболее удаленными друг от друга отверстиями 8 или расстояние между наиболее удаленным от конца трубы 6 отверстием 8 и открытым концом трубы 6 должно составлять не менее одной двадцать пятой (1/25 соответствует обводнению на 4%) расстояния между верхним и нижним предельными уровнями бака 1.When draining fuel oil from tanks with heating with “open” steam, it is flooded to 4-10% and when heating highly viscous fuel oil in the winter to 15-20%
Therefore, the distance between the two holes 8 most distant from each other or the distance between the hole 8 most remote from the end of the pipe 6 and the open end of the pipe 6 should be at least one twenty-fifth (1/25 corresponds to 4% water cut) of the distance between the upper and lower limit tank levels 1.

Как известно, перепад давления на любом гидравлическом сопротивлении можно представить как
ΔP ζ

Figure 00000021
(7) где ζ- коэффициент гидродинамического (местного) сопротивления (является в общем случае функцией формы, v, ρ иν );
ρ- плотность жидкости;
V ее средняя скорость через выбранное (согласованное с ζ) сечение.As you know, the pressure drop across any hydraulic resistance can be represented as
ΔP ζ
Figure 00000021
(7) where ζ is the coefficient of hydrodynamic (local) resistance (in the general case, it is a function of the form, v, ρ and ν);
ρ is the fluid density;
V is its average velocity through the selected (consistent with ζ) section.

Коэффициент гидродинамического сопротивления ζ в широком диапазоне чисел Рейнольдса может быть представлен как
ζ= ζ1 + ζ2 (8) где ζ1- коэффциент местного сопротивления при ламинарном режиме (малые числа Re);
ζ2- коэффициент местного сопротивления при большом Re (автомодельный режим).The hydrodynamic drag coefficient ζ in a wide range of Reynolds numbers can be represented as
ζ = ζ 1 + ζ 2 (8) where ζ 1 is the coefficient of local resistance in the laminar regime (small Re numbers);
ζ 2 is the coefficient of local resistance at high Re (self-similar mode).

По формуле Вюста (для круглого отверстия в тонкой стенке)
ζ1=

Figure 00000022
где Re
Figure 00000023
,
v средняя скорость в отверстии;
d диаметр отверстия.According to Wust's formula (for a round hole in a thin wall)
ζ 1 =
Figure 00000022
where re
Figure 00000023
,
v average speed in the hole;
d hole diameter.

Известно, что ζ2= 2,8.It is known that ζ 2 = 2.8.

В результате
ζ

Figure 00000024
+ 2,8 (9)
Обозначим Reпр такое Re, при котором ζ1 ζ2. Из формулы (9) Reпр= 9, или Reпр=
Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000027
Figure 00000028
, т.е.As a result
ζ
Figure 00000024
+ 2.8 (9)
Denote by Re pr such Re, for which ζ 1 ζ 2 . From the formula (9) Re pr = 9, or Re pr =
Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000027
Figure 00000028
, i.e.

Pпр=

Figure 00000029
Figure 00000030
где Sпр площадь отверстия 8, при котором ζ1 ζ2
Рпр его периметр;
i объемный поток жидкости через отверстие 8.P ol =
Figure 00000029
Figure 00000030
where S pr the area of the hole 8, at which ζ 1 ζ 2
P ol its perimeter;
i volumetric flow of fluid through the hole 8.

Для того, чтобы поступление воды и топлива в заборный трубопровод 2 было пропорционально их содержанию в баке 1, скорость течения жидкости через отверстия 8 не должна зависеть от вязкости последней, т.е. должен наблюдаться автомодельный режим течения. Для этого необходимо, чтобы ζ2 > ζ1 или Re > 9, или Pпр≅

Figure 00000031
Figure 00000032
(считается, что весь поток i проходит через одно отверстие). Во время эксплуатации в бак 1 может случайно попасть какой-либо мусор. Чтобы этот мусор не закупорил отверстия 8 в заборной трубе 6, предлагается снабдить их защитными решетками 10.In order for the flow of water and fuel into the intake pipe 2 to be proportional to their content in the tank 1, the fluid flow rate through the openings 8 should not depend on the viscosity of the latter, i.e. a self-similar flow regime should be observed. For this, it is necessary that ζ 2 > ζ 1 or Re> 9, or P pr ≅
Figure 00000031
Figure 00000032
(it is believed that the entire stream i passes through one hole). During operation, debris may accidentally enter tank 1. To prevent this debris from clogging the holes 8 in the intake pipe 6, it is proposed to provide them with protective grilles 10.

Коэффициент гидравлического сопротивления для входа из бака 1 в трубу 6, заделанную заподлицо со стенками, равен 1/2, т.е. The coefficient of hydraulic resistance for the entrance from the tank 1 to the pipe 6, flush mounted with the walls, is 1/2, i.e.

ΔP

Figure 00000033
Figure 00000034
Figure 00000035
Figure 00000036
или Sоткр=
Figure 00000037
Figure 00000038
где Sоткр площадь открытого конца трубы;
i поток через открытый конец трубы.ΔP
Figure 00000033
Figure 00000034
Figure 00000035
Figure 00000036
or S open =
Figure 00000037
Figure 00000038
where S open the area of the open end of the pipe;
i flow through the open end of the pipe.

Так как коэффициент гидравлического сопротивления для отверстия в плоской стенке превосходит 1/2 (он равен 2,8), то последнюю формулу можно записать в виде неравенства

Figure 00000039
≥
Figure 00000040
где под
Figure 00000041
следует понимать суммарную площадь отверстий 8 и открытого конца трубы 6 около поплавка 7, а под j-объемный расход жидкости через систему подачи топлива.Since the coefficient of hydraulic resistance for a hole in a flat wall exceeds 1/2 (it is 2.8), the last formula can be written as inequality
Figure 00000039
≥
Figure 00000040
where under
Figure 00000041
it should be understood the total area of the holes 8 and the open end of the pipe 6 near the float 7, and by j-volumetric flow rate of the liquid through the fuel supply system.

Так как для отверстия 8 в трубе 6 Re > 9 (это сделано для того, чтобы получить автомодельный режим течения), то вместо формулы (9) можно записать
ζ≈ζ2= 2,8 (10)
Из (7) перепад давления на отверстии
ΔPотв= 2,8

Figure 00000042
2,8
Figure 00000043
где i объемный расход жидкости через систему подачи топлива (считается, что вся жидкость проходит через одно отверстие);
S* площадь отверстия.Since for hole 8 in the pipe 6 Re> 9 (this is done in order to obtain a self-similar flow regime), instead of formula (9), we can write
ζ≈ζ 2 = 2.8 (10)
From (7) the pressure drop across the hole
ΔP resp = 2.8
Figure 00000042
2,8
Figure 00000043
where i is the volumetric flow rate of the fluid through the fuel supply system (it is believed that all fluid passes through one hole);
S * hole area.

Пусть в заборной трубе 6 имеются всего два отверстия 8 с расстоянием h между ними, в дальнее от заборного трубопровода 2 отверстие 8 входит поток жидкости i

Figure 00000044
. Тогда падение давления на трубе 6 составит
ΔPтрубы=
Figure 00000045
16 νρ
Figure 00000046
Figure 00000047
h 16 νρ
Figure 00000048
P2hνρ
Figure 00000049

Это падение давления должно быть не больше падения давления на отверстии 8, так как сопротивление течению в трубе 6 зависит от вязкости жидкости, а мы хотим получить автомодельный режим
ΔРтрубы≅ΔРотв
Figure 00000050
≅ 2,8
Figure 00000051

Как известно, диспергатор 3 улучшает качество сжигания водотопливной смеси. Именно поэтому его целесообразно использовать с заборной трубой 6 совместно.Suppose that there are only two openings 8 in the intake pipe 6 with a distance h between them, and a fluid flow i enters the hole 8 farthest from the intake pipe 2
Figure 00000044
. Then the pressure drop on the pipe 6 will be
ΔP pipe =
Figure 00000045
16 νρ
Figure 00000046
Figure 00000047
h 16 νρ
Figure 00000048
P 2 hνρ
Figure 00000049

This pressure drop should be no more than the pressure drop at the hole 8, since the flow resistance in the pipe 6 depends on the viscosity of the liquid, and we want to get a self-similar mode
.DELTA.P pipe holes ≅ΔR
Figure 00000050
≅ 2.8
Figure 00000051

As you know, dispersant 3 improves the quality of combustion of the water-fuel mixture. That is why it is advisable to use it with the intake pipe 6 together.

В процессе эксплуатации может потребоваться либо прочистка отверстий 8 в заборной трубе 6, либо ремонт поплавка 7 (например, в случае его разгерметизации). Для этого предлагается прикрепить к поплавку 7 гибкий элемент (например, трос 11), за который его можно будет вытащить для проведения ремонта или осмотра. During operation, you may need to either clean the holes 8 in the intake pipe 6, or repair the float 7 (for example, if it is depressurized). To do this, it is proposed to attach a flexible element (for example, cable 11) to the float 7, for which it can be pulled out for repair or inspection.

Claims (24)

1. СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ И ПОДАЧИ ЖИДКОГО ТОПЛИВА, содержащая топливный бак и последовательно подключенные к нему заборный трубопровод, насос и форсунку, отличающаяся тем, что в баке дополнительно расположены поплавок и подвижная заборная труба с поперечным сечением произвольной формы, одним концом прикрепленная к поплавку, а другим к расположенному в нижней части топливного бака концу заборного трубопровода, причем на боковой поверхности заборной трубы выполнены сквозные отверстия. 1. SYSTEM OF PREPARATION AND SUPPLY OF LIQUID FUEL, containing a fuel tank and a suction pipe, pump and nozzle connected in series to it, characterized in that the tank also has a float and a movable intake pipe with an arbitrary cross-section, one end attached to the float, and others to the end of the intake pipe located at the bottom of the fuel tank, and through holes are made on the side surface of the intake pipe. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что соединение подвижной заборной трубы с концом заборного трубопровода выполнено шарнирным или гибким. 2. The system according to claim 1, characterized in that the connection of the movable intake pipe to the end of the intake pipe is hinged or flexible. 3. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что прикрепленный к поплавку конец подвижной заборной трубы выполнен с возможностью его открытия или закрытия. 3. The system according to claims 1 and 2, characterized in that the end of the movable intake pipe attached to the float is configured to open or close it. 4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что длина l заборной трубы и расстояние L между верхним и нижним предельными уровнями бака связаны неравенством
l ≥ L,
причем L a b,
где a 0,8 высоты бака;
b расстояние между днищем бака и местом соединения заборной трубы с концом заборного трубопровода.4. The system according to claim 1, characterized in that the length l of the intake pipe and the distance L between the upper and lower limit levels of the tank are related by the inequality
l ≥ L,
moreover, L ab,
where a is 0.8 tank heights;
b the distance between the bottom of the tank and the junction of the intake pipe with the end of the intake pipe. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что подвижная заборная труба выполнена с переменной площадью поперечного сечения. 5. The system according to claim 1, characterized in that the movable intake pipe is made with a variable cross-sectional area. 6. Система по пп.1 и 5, отличающаяся тем, что площадь поперечного сечения заборной трубы в месте прикрепления к поплавку меньше, чем в месте присоединения к заборному трубопроводу. 6. The system according to claims 1 and 5, characterized in that the cross-sectional area of the intake pipe at the point of attachment to the float is less than at the point of attachment to the intake pipe. 7. Система по п.1, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения массы, подвижная заборная труба образована из двух или более последовательно соединенных одна с другой труб, причем упомянутые трубы выполнены с различной площадью поперечного сечения, но каждая из них выполнена с постоянной площадью поперечного сечения. 7. The system according to claim 1, characterized in that, in order to reduce weight, the movable intake pipe is formed of two or more pipes connected in series with each other, said pipes being made with different cross-sectional areas, but each of them is made with a constant cross-sectional area. 8. Система по пп.1 и 7, отличающаяся тем, что труба, имеющая наименьшую площадь поперечного сечения, прикреплена к поплавку, а труба, имеющая наибольшую площадь поперечного сечения, присоединена к концу заборного трубопровода. 8. The system according to claims 1 and 7, characterized in that the pipe having the smallest cross-sectional area is attached to the float, and the pipe having the largest cross-sectional area is attached to the end of the intake pipe. 9. Система по п.1, отличающаяся тем, что выполнено соотношение
Figure 00000052

где s площадь наибольшего поперечного сечения трубы;
p периметр наибольшего поперечного сечения трубы;
μ динамическая вязкость топлива в наиболее прогретом месте бака;
h расстояние между двумя наиболее близкими отверстиями в трубе;
j объемный расход жидкости через систему подачи топлива;
DP допустимый перепад давления на заборном устройстве,
ΔP = Pатм+ρgH-Pсопр-PS,
где Pа т м атмосферное давление;
ρ плотность топлива;
q ускорение свободного падения;
H разница между нижним предельным уровнем бака и уровнем расположения входного патрубка насоса;
Pс о п р гидравлическое сопротивление заборного трубопровода при объемном расходе j;
Ps давление кипения жидкого топлива при имеющейся в наименее прогретом месте бака температуре.9. The system according to claim 1, characterized in that the ratio
Figure 00000052

where s is the area of the largest cross section of the pipe;
p the perimeter of the largest cross section of the pipe;
μ dynamic viscosity of the fuel in the warmest place of the tank;
h the distance between the two closest holes in the pipe;
j volumetric flow rate of the fluid through the fuel supply system;
DP permissible differential pressure on the intake device,
ΔP = P atm + ρgH-P sopr -P S ,
where P a t m atmospheric pressure;
ρ fuel density;
q acceleration of gravity;
H the difference between the lower limit level of the tank and the location level of the inlet pipe of the pump;
P s o p r hydraulic resistance of the intake pipe at a volumetric flow rate j;
P s is the boiling pressure of the liquid fuel at the temperature in the least warmed place of the tank. 10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что отношение расстояния между двумя наиболее удаленными друг от друга отверстиями или расстояние между прикрепленным к поплавку открытым концом трубы и наиболее удаленным от упомянутого конца отверстием к расстоянию между верхним и нижним предельными уровнями бака равно не менее минимально возможной объемной доли воды в топливо-водяной смеси в баке. 10. The system according to claim 1, characterized in that the ratio of the distance between the two most distant from each other openings or the distance between the open end of the pipe attached to the float and the most distant opening from the mentioned end to the distance between the upper and lower limit levels of the tank is not less than the minimum possible volume fraction of water in the fuel-water mixture in the tank. 11. Система по п.1, отличающаяся тем, что при выборе в качестве топлива мазута расстояние между двумя наиболее удаленными друг от друга отверстиями или расстояние между прикрепленным к поплавку открытым концом трубы и наиболее удаленным от упомянутого конца отверстием равно не мене 0,04 расстояния между верхним и нижним предельными уровнями бака. 11. The system according to claim 1, characterized in that when choosing fuel oil as fuel, the distance between the two holes farthest from each other or the distance between the open end of the pipe attached to the float and the hole furthest from the end is equal to at least 0.04 distance between the upper and lower limit levels of the tank. 12. Система по п. 1, отличающаяся тем, что отверстия, выполненные по длине подвижной запорной трубы, имеют различную площадь поперечного сечения. 12. The system according to p. 1, characterized in that the holes made along the length of the movable locking pipe have a different cross-sectional area. 13. Система по пп. 1 и 12, отличающаяся тем, что площадь поперечного сечения отверстия, находящегося ближе к поплавку, больше площади поперечного сечения более удаленного от поплавка отверстия. 13. The system of claims. 1 and 12, characterized in that the cross-sectional area of the hole located closer to the float is larger than the cross-sectional area of the hole farther from the float. 14. Система по п.1, отличающаяся тем, что отверстия с одинаковой площадью поперечного сечения распределены по длине подвижной заборной трубы с одинаковым шагом. 14. The system according to claim 1, characterized in that the holes with the same cross-sectional area are distributed along the length of the movable intake pipe with the same pitch. 15. Система по п.1, отличающаяся тем, что отверстия, выполненные по длине подвижной заборной трубы, имеют эллипсовидную или круглую форму. 15. The system according to claim 1, characterized in that the holes made along the length of the movable intake pipe have an elliptical or round shape. 16. Система по п.1, отличающаяся тем, что отверстия, выполненные по длине подвижной заборной трубы, имеют шелевидную форму. 16. The system according to claim 1, characterized in that the holes made along the length of the movable intake pipe have a helical shape. 17. Система по п.1, отличающаяся тем, что выполнено соотношение
Figure 00000053

где p′ периметр отверстия, наиболее близкого к концу заборного трубопровода;
ν кинематическая вязкость топлива в наиболее прогретом месте бака.17. The system according to claim 1, characterized in that the ratio
Figure 00000053

where p ′ is the perimeter of the hole closest to the end of the intake pipe;
ν kinematic viscosity of the fuel in the most warmed place of the tank. 18. Система по п.1, отличающаяся тем, что отверстия снабжены защитными решетками. 18. The system according to claim 1, characterized in that the holes are equipped with protective grilles. 19. Система по п.1, отличающаяся тем, что выполнено соотношение
Figure 00000054

где
Figure 00000055
суммарная площадь отверстий и расположенного возле поплавка открытого конца трубы.19. The system according to claim 1, characterized in that the ratio
Figure 00000054

Where
Figure 00000055
the total area of the holes and the open end of the pipe located near the float. 20. Система по п.1, отличающаяся тем, что выполнено соотношение:
Figure 00000056

где
Figure 00000057
кинематическая вязкость воды в наиболее прогретом месте бака;
s* площадь поперечного сечения наименьшего отверстия.20. The system according to claim 1, characterized in that the ratio is made:
Figure 00000056

Where
Figure 00000057
kinematic viscosity of water in the most warmed place of the tank;
s * cross-sectional area of the smallest hole. 21. Система по п. 1, отличающаяся тем, что подвижная заборная труба жестко присоединена к перпендикулярному отрезку трубы, один конец которого закрыт, а другой сопряжен с концом заборного трубопровода через соединение, допускающее его вращение, причем оба конца отрезка трубы соединены с неподвижными частями бака соединением, предотвращающим их перемещение в плоскости перпендикулярной к этому отрезку. 21. The system according to p. 1, characterized in that the movable intake pipe is rigidly attached to a perpendicular pipe segment, one end of which is closed and the other is connected to the end of the intake pipe through a connection that allows its rotation, and both ends of the pipe segment are connected to fixed parts tank connection, preventing their movement in a plane perpendicular to this segment. 22. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит диспергатор, подключенный к трубопроводу до или после насоса. 22. The system according to claim 1, characterized in that it further comprises a dispersant connected to the pipeline before or after the pump. 23. Система по п.1, отличающаяся тем, что поплавок скреплен с верхней частью бака гибким элементом. 23. The system according to claim 1, characterized in that the float is attached to the upper part of the tank by a flexible element. 24. Система по п.1, отличающаяся тем, что свободный конец гибкого элемента выведен за пределы бака. 24. The system according to claim 1, characterized in that the free end of the flexible element is brought out of the tank.
RU93017702A 1993-04-07 1993-04-07 System for preparation and supply of liquid fuel RU2049963C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93017702A RU2049963C1 (en) 1993-04-07 1993-04-07 System for preparation and supply of liquid fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93017702A RU2049963C1 (en) 1993-04-07 1993-04-07 System for preparation and supply of liquid fuel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2049963C1 true RU2049963C1 (en) 1995-12-10
RU93017702A RU93017702A (en) 1997-03-20

Family

ID=20139802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93017702A RU2049963C1 (en) 1993-04-07 1993-04-07 System for preparation and supply of liquid fuel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2049963C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448845C1 (en) * 2010-10-01 2012-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "АлтайСпецИзделия" Tank floating intake device and method of its installation
RU2498846C1 (en) * 2012-07-13 2013-11-20 Александр Алексеевич Поляков Device to prepare water-fuel emulsion
RU2565635C1 (en) * 2014-07-09 2015-10-20 Закрытое акционерное общество "АлтайСпецИзделия" Floating intake device of tank
RU2709641C1 (en) * 2019-04-02 2019-12-19 Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" Fuel compartment of aircraft with deformable flow tank

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1695054, кл. F 23K 5/00, опублик. 1991. *
2. Авторское свидетельство СССР N 802714, кл. F 23K 5/09, опублик. 1983. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448845C1 (en) * 2010-10-01 2012-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "АлтайСпецИзделия" Tank floating intake device and method of its installation
RU2498846C1 (en) * 2012-07-13 2013-11-20 Александр Алексеевич Поляков Device to prepare water-fuel emulsion
RU2565635C1 (en) * 2014-07-09 2015-10-20 Закрытое акционерное общество "АлтайСпецИзделия" Floating intake device of tank
RU2709641C1 (en) * 2019-04-02 2019-12-19 Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" Fuel compartment of aircraft with deformable flow tank

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Russell et al. Horizontal pipeline flow of mixtures of oil and water
Caetano et al. Upward vertical two-phase flow through an annulus—Part I: Single-phase friction factor, Taylor bubble rise velocity, and flow pattern prediction
DE60031727T2 (en) Method for determining pressure profiles in boreholes, pipes and pipelines
US5837152A (en) Inclined separation tank
DE19511234C2 (en) Device and method for water level measurement
US4064936A (en) Chemical treating system for oil wells
Brunella et al. Hydraulics of bottom rack intake
WO1995002448A1 (en) Apparatus for mixing the components of a fluid flow
CH680307A5 (en)
Maclean Open channel velocity profiles over a zone of rapid infiltration
RU2049963C1 (en) System for preparation and supply of liquid fuel
Roberts et al. Hydraulic model study for Boston outfall. I: Riser configuration
Giudice et al. Supercritical flow in bend manhole
GB2332746A (en) Method and apparatus for determining multiphase flow by measuring pressure
Dasika New approach to design of culverts
US3446027A (en) Apparatus for depositing a layer of flowable material underwater
Fang et al. Oil containment by boom in waves and wind. III: Containment failure
Wilkinson Seawater circulation in sewage outfall tunnels
Sellin Hydraulic performance of a skewed two-stage flood channel
DE102020102755A1 (en) Flow meter
KR101749259B1 (en) Drag force measuring apparatus
Gardner et al. Flow of two liquids in sloping tubes: an analogue of high pressure steam and water
DE2325082B2 (en) Device for cleaning water surfaces, in particular those contaminated with oil
US5031447A (en) Standpipe leveler for hydrostatic pressure tank tester
DE19529722C2 (en) Device for measuring the viscosity of engine oil for internal combustion engines for propelling ships