RU220541U1

RU220541U1 - Устройство для поворота и закручивания потока жидкости

Info

Publication number: RU220541U1
Application number: RU2023109796U
Authority: RU
Inventors: Владимир Евгеньевич Кондаков
Original assignee: Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева"
Filing date: 2023-04-17
Publication date: 2023-09-21

Abstract

Полезная модель относится к области трубопроводного транспорта и предназначена для изменения направления потока и его закручивания. Устройство для поворота и закручивания потока жидкости содержит пустотелый корпус 1, выполненный в форме части тора, снабженного на торцах фланцами 5. К фланцу 5 со стороны подвода потока жидкости присоединен входной завихритель 2, выполненный в форме отрезка трубы, снабженного на торцах фланцами 5, внутри которого радиально закреплены лопатки 4 гидродинамического профиля под углом меньше критического угла атаки. На выходном торце пустотелого корпуса 1 закреплен выходной завихритель 3 аналогичной конструкции, угол атаки лопаток 4 которого меньше критического по отношению к осредненному вектору скорости потока на выходе из пустотелого корпуса 1. Техническим результатом является снижение гидравлических потерь. 5 ил.

Description

Полезная модель относится к области трубопроводного транспорта и предназначена для изменения направления потока жидкости и его закручивания.

Известно устройство для изменения направления потока жидкости или газа (ГОСТ 17375-2001 Детали трубопроводов бесшовные приварные из углеродистой и низколегированной стали. Отводы крутоизогнутые типа 3D (R≈1,5 DN), выполненное в форме отвода, каждое из сечений которого плоскостью перпендикулярной его оси представляет собой окружность.

К недостаткам аналога относится то, что у отводов, большая часть которых осуществляет поворот потока на 90°, при достижении потоком некоторой скорости на вогнутой части отвода или на его выпуклой части, либо сразу за отводом возникают области завихрений, что приводит к повышению гидравлического сопротивления.

Известно устройство (завихритель поворотный) по патенту Российской Федерации №2457016, опубл. 27.07.2012, предназначенное для изменения направления и закручивания потока, содержащее пустотелый корпус, выполненный в форме фрагмента тора, с образованием по наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы, изготовленных из секций соединенных между собой сваркой, склеиванием или другим способом, оснащенный по торцам фланцами для стыковки с прямолинейными участками трубопровода.

Данный завихритель поворотный по наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату выбран в качестве прототипа заявляемой полезной модели.

К недостаткам прототипа относятся: повышенные гидравлические потери за счет значительного превышения площади смоченной поверхности, как минимум в 1,5 раза, сравнительно со стандартным отводом, а также за счет дополнительных потерь вследствие тангенциального смещения потока относительно острых кромок секций; повышенная трудоемкость; повышенная масса устройства, так как давление потока приводит к появлению изгибающих моментов в стенках устройства для восприятия которых необходимо увеличение толщины стенок по сравнению с толщиной стенок стандартного отвода.

Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, состоит в снижении гидравлических потерь.

Для достижения указанного технического результата в устройстве для поворота и закручивания потока жидкости, содержащем пустотелый корпус, выполненный в форме фрагмента тора, снабженного на торцах фланцами, со стороны подвода потока жидкости к фланцу присоединен входной завихритель, выполненный в форме отрезка трубы, снабженного на торцах фланцами, внутри которого радиально закреплены лопатки гидродинамического профиля под углом меньше критического угла атаки, на выходном торце пустотелого корпуса закреплен выходной завихритель аналогичной конструкции, угол атаки лопаток которого меньше критического по отношению к осредненному вектору скорости потока на выходе из пустотелого корпуса.

Отличительными признаками предлагаемой полезной модели являются:

установка на пустотелом корпусе, со стороны подвода потока жидкости, завихрителя, выполненного в форме отрезка трубы, снабженного на торцах фланцами, а на выходном торце выходного завихрителя аналогичной конструкции;

закрепление на внутренней поверхности завихрителя радиально ориентированных лопаток гидродинамического профиля под углом меньше критического угла атаки;

определение угла установки лопаток выходного завихрителя с учетом закручивания потока внутри пустотелого корпуса.

Благодаря наличию этих признаков отличных от прототипа, возможно снижение гидравлических потерь за счет высокого гидродинамического качества лопаток завихрителей.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-5.

На фиг. 1 показано сечение устройства плоскостью совпадающей с его осью. В данном сечении половина лопаток не показана.

На фиг. 2 - вид на устройство со стороны выходного завихрителя.

На фиг. 3 - развертка входного завихрителя на плоскость.

На фиг. 4 - вид с боку на пристенные линии тока.

На фиг. 5 - вид устройства с пристенными линиями тока на ось отводящего трубопровода.

Устройство для поворота и закручивания потока жидкости содержит пустотелый корпус 1, входной 2 и выходной 3 завихрители аналогичной конструкции, лопатки 4 гидродинамического профиля, пустотелый корпус 1 и завихрители входной 2 и выходной 3 на торцах снабжены фланцами 5.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Пустотелый корпус 1 с присоединенными к нему посредством фланцев 5 входным 2 и выходным 3 завихрителями прикрепляют к трубопроводам.

Возможен вариант, когда входной 2 и выходной 3 завихрители соединяют с пустотелым корпусом 1 и с трубопроводами с помощью сварки. Лопатки 4 входного завихрителя 2 устанавливают относительно потока жидкости под расчетным углом атаки меньшим критического.

Лопатки 4 выходного завихрителя 3 устанавливают под углом атаки меньшим критического с учетом ориентации осредненного направления вектора скорости потока. При закручивании потока жидкости на 180° (фиг. 4, 5) максимальная длина пристенной линии тока, примыкающая к вогнутой стороне пустотелого корпуса 1, примерно на 25% превышает длину пристенной линии тока примыкающей к выпуклой внутренней его стороне.

Предлагаемое устройство для поворота и закручивания потока жидкости может быть использовано также в тех случаях, когда не требуется закручивания потока жидкости по технологическим требованиям таким, как дегазация потока, отделение тяжелых фракций и др. В этих случаях устройство может содержать только один входной завихритель 2. На фиг. 4 длина пристенной линии тока на вогнутой внутренней стенке для стандартного отвода (ГОСТ 17375-2001) на 80% больше пристенной линии тока на внутренней выпуклой стенке при отсутствии вращения. То есть закручивание потока снижает объемную деформацию потока и, как следствие, снижается гидравлическое сопротивление.

Предлагаемая конструкция позволяет избежать трудоемкие операции по соединению сваркой или склеиванием секций образующих пустотелый корпус.

Claims

Устройство для поворота и закручивания потока жидкости, содержащее пустотелый корпус 1, выполненный в форме фрагмента тора, снабженного на торцах фланцами 5, отличающееся тем, что со стороны подвода потока жидкости к фланцу 5 присоединен входной завихритель 2, выполненный в форме отрезка трубы, снабженного на торцах фланцами 5, внутри которого радиально закреплены лопатки 4 гидродинамического профиля под углом меньше критического угла атаки, на выходном торце пустотелого корпуса 1 закреплен выходной завихритель 3 аналогичной конструкции, угол атаки лопаток 4 которого меньше критического по отношению к осредненному вектору скорости потока на выходе из пустотелого корпуса 1.