RU2654843C1 - Method for equalizing speeds in air supply systems - Google Patents
Method for equalizing speeds in air supply systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654843C1 RU2654843C1 RU2017115622A RU2017115622A RU2654843C1 RU 2654843 C1 RU2654843 C1 RU 2654843C1 RU 2017115622 A RU2017115622 A RU 2017115622A RU 2017115622 A RU2017115622 A RU 2017115622A RU 2654843 C1 RU2654843 C1 RU 2654843C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- values
- air supply
- supply systems
- close
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
- B60H1/04—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant
- B60H1/08—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant from other radiator than main radiator
- B60H1/10—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant from other radiator than main radiator the other radiator being situated in a duct capable of being connected to atmosphere outside vehicle
- B60H1/12—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant from other radiator than main radiator the other radiator being situated in a duct capable of being connected to atmosphere outside vehicle using an air blower
Abstract
Description
Изобретение относится к системам воздухоснабжения потребителей воздуха (далее потребителей), используемым в промышленности, строительстве, машиностроении и других отраслях, в частности, в системах охлаждения электрических выпрямительных и преобразовательных установок и двигателей внутреннего сгорания, в калориферных системах отопления, в системах вентиляции и кондиционирования зданий и сооружений и в иных установках, в которых необходимо обеспечить равномерность скоростей воздуха перед потребителями.The invention relates to air supply systems for air consumers (hereinafter referred to as consumers) used in industry, construction, mechanical engineering and other industries, in particular, in cooling systems of electric rectifier and converter plants and internal combustion engines, in air heating systems, in ventilation and air conditioning systems of buildings and structures and in other installations in which it is necessary to ensure the uniformity of air speeds in front of consumers.
Известна система воздухоснабжения (охлаждения) выпрямителя тепловоза 2ТЭ116УР производства ПАО «Лугансктепловоз» (прототип) [«Тепловоз 2ТЭ116УР. Руководство по эксплуатации. Часть 1. Описание и работа. 2683.00.00.000 РЭ», с. 1, 42, 43; «Тепловоз 2ТЭ116УР. Руководство по эксплуатации. Часть 2. Альбом иллюстраций. 2683.00.00.000 РЭ1», с. 1, 52], обеспечивающая его охлаждение и содержащая потребитель воздуха (выпрямитель), вентилятор, воздухоочиститель и канал (короб) для подачи охлаждающего воздуха от вентилятора к потребителю. Канал (короб) для подачи воздуха выполнен в виде короткого диффузора с большими значениями угла (≈150°) и степени расширения.A known system of air supply (cooling) of the rectifier of a diesel locomotive 2TE116UR manufactured by PJSC "Luganskteplovoz" (prototype) ["Locomotive 2TE116UR. Manual.
Недостатком указанной системы воздухоснабжения является неравномерность скоростей воздуха перед выпрямителем и, соответственно, неравномерность его охлаждения, приводящая к повышению температуры отдельных элементов выпрямителя. Этот недостаток обусловлен тем, что имеющаяся неравномерность скоростей воздуха на выходе из вентилятора (и, соответственно, на входе в диффузор) в диффузорах с углами расширения больше 50-60° еще больше возрастает в связи с отрывом воздушного потока от всей поверхности диффузора [И.Е. Идельчик «Гидравлические сопротивления», Государственное энергетическое издательство, 1954, с. 75-78, фиг. 3-2, 3-3]. В связи с повышением температуры и, соотвественно, с ухудшением надежности выпрямителя в эксплуатации ухудшаются технико-экономические показатели системы воздухоснабжения.The disadvantage of this air supply system is the unevenness of the air velocities in front of the rectifier and, accordingly, the unevenness of its cooling, leading to an increase in the temperature of individual elements of the rectifier. This disadvantage is due to the fact that the existing unevenness of the air velocities at the fan outlet (and, accordingly, at the diffuser inlet) in diffusers with expansion angles greater than 50-60 ° increases even more due to the separation of the air flow from the entire diffuser surface [I. E. Idelchik "Hydraulic Resistance", State Energy Publishing House, 1954, p. 75-78, FIG. 3-2, 3-3]. Due to the increase in temperature and, accordingly, with the deterioration of the reliability of the rectifier in operation, the technical and economic indicators of the air supply system are deteriorating.
Техническим результатом изобретения является улучшение выравнивания скоростей охлаждающего воздуха перед потребителем (выпрямителем) и улучшение равномерности его охлаждения.The technical result of the invention is to improve the alignment of the speeds of the cooling air in front of the consumer (rectifier) and to improve the uniformity of its cooling.
Предлагаемый способ выравнивания скоростей воздуха перед выпрямителем обеспечивает достижение указанного технического результата.The proposed method of balancing air speeds in front of the rectifier ensures the achievement of the specified technical result.
Способ выравнивания скоростей в системах воздухоснабжения характеризуется тем, что внутри в начале короба для подачи воздуха от вентилятора к выпрямителю, выполненного в виде диффузора с большими углом β и степенью расширения (где F2 и F1 - площади диффузора на выходе и на входе соответственно), устанавливается несколько перегородок, формирующих несколько отдельных диффузоров с углами расширения α, близкими к оптимальным значениям αопт, и со степенью расширения n, близкой к нормальным значениям (где ƒ2 и ƒ1 - площади отдельных диффузоров на выходе и на входе соответственно), а на выходе из короба перед выпрямителем устанавливается равномерно распределенное гидросопротивление для выравнивания скоростей с необходимым значением коэффициента гидросопротивления ξ.The method of speed equalization in air supply systems is characterized by the fact that inside at the beginning of the duct for supplying air from the fan to the rectifier, made in the form of a diffuser with a large angle β and the degree of expansion (where F 2 and F 1 are the areas of the diffuser at the exit and at the entrance, respectively), several partitions are installed that form several separate diffusers with expansion angles α close to the optimal values α opt and with a degree of expansion n close to normal values (where ƒ 2 and ƒ 1 are the areas of individual diffusers at the outlet and at the entrance, respectively), and at the outlet of the duct, a uniformly distributed hydraulic resistance is established in front of the rectifier to equalize the velocities with the required value of the hydraulic resistance coefficient ξ.
Улучшение равномерности скорости воздуха перед потребителем (выпрямителем) улучшает равномерность его охлаждения.Improving the uniformity of air velocity in front of the consumer (rectifier) improves the uniformity of its cooling.
Сущность изобретения по способу выравнивания скоростей в системах воздухоснабжения поясняется фигурой 1, на которой схематично показаны короб 1 для подачи воздуха от вентилятора 7 к потребителю (выпрямителю) 6.The invention according to the method of balancing speeds in air supply systems is illustrated by figure 1, which schematically shows the
Короб 1 системы воздухоснабжения имеет диффузор 5, выполненный по условиям компоновки тепловоза с большими углом β и степенью расширения n, превышающими оптимальные β>αопт и нормальные значения n>nн. В начале короба 1 установлены перегородки 2 определенной длины L, формирующие несколько отдельных диффузоров 3 с углами расширения α, близкими к оптимальным αопт, при этом допустимо α≥αопт или α≤αопт, и со степенью расширения n, близкой к нормальным значениям nн, при этом допустимо n≥nн или n≤nн.
Количество перегородок т определяется формулой:The number of partitions t is determined by the formula:
Длина перегородок L определяется с использованием фиг. 2. Из треугольника ABC имеем:The length of the partitions L is determined using FIG. 2. From triangle ABC we have:
где а 1 и а 2 - ширина диффузоров на входе и на выходе.where a 1 and a 2 - the width of the diffusers at the input and output.
Площади диффузоров ƒ1 и ƒ2 на входе и на выходе равны: ƒ1=a 1⋅b1, ƒ2=a 2⋅b1 (см. фиг. 2). степень расширения Отсюда следует: a 2=nн⋅а 1; ВС=a 1(nн-1). С учетом этого длина перегородки L определяется формулой:The areas of the diffusers ƒ 1 and ƒ 2 at the input and output are equal: ƒ 1 = a 1 ⋅ b 1 , ƒ 2 = a 2 ⋅ b 1 (see Fig. 2). degree of expansion It follows: a 2 = n n ⋅ a 1 ; BC = a 1 (n n -1). With this in mind, the length of the partition L is determined by the formula:
На выходе из короба 1 установлено равномерно распределенное гидросопротивление 4, с коэффициентом гидросопротивления ξ, близким к интервалу значений ξ, составляющему 2÷6 [И.Е. Идельчик, «Гидравлические сопротивления», Государственное энергетическое издательство, 1954, с. 157 фиг. 6-12; с. 166-167 фиг. 6-13; с. 194-194], при этом допустимо ξ≥2÷6 или ξ≤2÷6. значения ξ принимаются при большой неравномерности, а меньшие значения - при небольшой неравномерности скоростей воздуха перед потребителями.At the exit from the
На практике оптимальные значения углов расширения αопт принимаются в пределах от 6÷8° до 15°, а нормальные значения степени расширения nн - от 2-2,5 до 3,5-4 [М.Е. Дейч, «Техническая газодинамика», Государственное энергетическое издательство 1961, с. 394; И.Е. Идельчик. «Гидравлические сопротивления», Государственное энергетическое издательство, 1954, с. 94].In practice, the optimal values of the expansion angles α opt are accepted in the range from 6 ÷ 8 ° to 15 °, and the normal values of the degree of expansion n n are from 2-2.5 to 3.5-4 [M.E. Deutsch, Technical Gas Dynamics, State Energy Publishing House 1961, p. 394; I.E. Idelchik. “Hydraulic Resistance,” State Energy Publishing House, 1954, p. 94].
Равномерно распределенное гидросопротивление 4 может быть выполнено из одной или нескольких сеток с одинаковыми или различными коэффициентами гидросопротивления, из перфорированных листов, пучков труб, стержневых кассет, пористых, тканых и иных материалов, обеспечивающих пропускную способность воздуха.The uniformly distributed hydroresistance 4 can be made of one or several grids with the same or different hydroresistance coefficients, from perforated sheets, tube bundles, rod cassettes, porous, woven and other materials providing air throughput.
Выравнивание скоростей в коробе 1 для подачи воздуха к потребителю (выпрямителю) 6 происходит следующим образом: поток воздуха, выходящий из вентилятора 7 и имеющий неравномерность скоростей, поступает в диффузоры 3. В диффузорах 3 и на участке от диффузоров 3 до равномерно распределенного гидросопротивления 4 происходит выравнивание скоростей, но основное выравнивание скоростей происходит непосредственно перед и после равномерно распределенного гидросопротивления 4. При набегании воздушного потока, имеющего неравномерность скоростей, на равномерно распределенное гидросопротивление 4 происходит торможение и уменьшение скорости воздушного потока. Торможение воздушного потока приводит к уменьшению его скорости и динамического давления и, соответственно, к увеличению статического давления, причем увеличение давления будет тем больше, чем больше скорость воздуха. По этой причине перед равномерно распределенным гидросопротивлением 4 появляется поперечный градиент давления, под действием которого воздушный поток растекается по этому гидросопротивлению из области с скоростями в область с меньшими скоростями. Это приводит к выравниванию скоростей воздушного потока на входе и на выходе из равномерно распределенного гидросопротивления 4.Velocity equalization in the
Заявляемый способ выравнивания скоростей в системах воздухоснабжения перед потребителем (выпрямителем) используется в системе охлаждения потребителя (выпрямителя) на тепловозах 2ТЭ25КМ. Этот способ улучшает выравнивание скоростей воздуха перед выпрямителем и равномерность его охлаждения, устраняет необходимость увеличения производительности и напора вентилятора и, как следствие, габаритов, потребляемой мощности и стоимости вентилятора и электродвигателя привода этого вентилятора, а также улучшает технико-экономические показатели.The inventive method of equalizing speeds in air supply systems to the consumer (rectifier) is used in the cooling system of the consumer (rectifier) on 2TE25K M diesel locomotives. This method improves the alignment of air speeds in front of the rectifier and the uniformity of its cooling, eliminates the need to increase the performance and pressure of the fan and, as a result, the dimensions, power consumption and cost of the fan and the electric drive motor of this fan, and also improves technical and economic performance.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017115622A RU2654843C1 (en) | 2017-05-03 | 2017-05-03 | Method for equalizing speeds in air supply systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017115622A RU2654843C1 (en) | 2017-05-03 | 2017-05-03 | Method for equalizing speeds in air supply systems |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2654843C1 true RU2654843C1 (en) | 2018-05-22 |
Family
ID=62202391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017115622A RU2654843C1 (en) | 2017-05-03 | 2017-05-03 | Method for equalizing speeds in air supply systems |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2654843C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4492151A (en) * | 1982-03-05 | 1985-01-08 | Michele Mattei Eliane | Air pressurizers/conditioners especially for work cabs in a polluted atmosphere |
SU1703501A1 (en) * | 1989-10-09 | 1992-01-07 | Научно-производственное объединение по сельскохозяйственному машиностроению | Vehicle cabin |
US6722152B1 (en) * | 2003-05-05 | 2004-04-20 | Carrier Corporation | Fresh air intake filter and multi function grill |
US20090311951A1 (en) * | 2006-06-23 | 2009-12-17 | Indoor Air Technologies Inc. | Entrainment air flow control and filtration devices |
-
2017
- 2017-05-03 RU RU2017115622A patent/RU2654843C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4492151A (en) * | 1982-03-05 | 1985-01-08 | Michele Mattei Eliane | Air pressurizers/conditioners especially for work cabs in a polluted atmosphere |
SU1703501A1 (en) * | 1989-10-09 | 1992-01-07 | Научно-производственное объединение по сельскохозяйственному машиностроению | Vehicle cabin |
US6722152B1 (en) * | 2003-05-05 | 2004-04-20 | Carrier Corporation | Fresh air intake filter and multi function grill |
US20090311951A1 (en) * | 2006-06-23 | 2009-12-17 | Indoor Air Technologies Inc. | Entrainment air flow control and filtration devices |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3964519A (en) | Fluid velocity equalizing apparatus | |
Sahin et al. | The use of perforated plates to control the flow emerging from a wide-angle diffuser, with application to electrostatic precipitator design | |
US3191630A (en) | Gas flow control system for sub-sonic divergent diffusers | |
CH702552A2 (en) | Silencer for a gas turbine. | |
US20080223652A1 (en) | Single Duct Silencing Terminal Unit | |
CN106004896B (en) | Track traffic vehicle drivers' cab wind channel structure | |
CA3059947C (en) | Trailing member to reduce pressure drop across a duct mounted sound attenuating baffle | |
WO2015049647A1 (en) | Diffuser | |
RU2654843C1 (en) | Method for equalizing speeds in air supply systems | |
US7249614B2 (en) | Structure and method for improving flow uniformity and reducing turbulence | |
CN204902190U (en) | Radiator, controller and air conditioner | |
JP4435651B2 (en) | Cold / hot water source output distribution control method for cold / hot water system | |
ITFI20110177A1 (en) | CENTRIFUGAL FAN WITH SEVENTY ANTI-ANTI-BLOOD FOR REDUCING VIBRATIONS AND NOISE | |
US20020117224A1 (en) | Conduit bundle for controlling fluid flow | |
CN109057849B (en) | Downstream tunnel length extreme value determination method for open ventilation system of extra-long highway tunnel | |
Smyk et al. | Tabular air deflector in ventilation ducts | |
CN109057848B (en) | method for determining maximum value of wind ratio number of closed type circulation ventilation of extra-long road tunnel | |
Paulus Jr et al. | Some observations of entropy extrema in fluid flow | |
USRE31258E (en) | Fluid velocity equalizing apparatus | |
CN109217734A (en) | A kind of calculation method of the vehicle-mounted thermo-electric generation system net power output of water-cooled | |
RU2774002C1 (en) | Supply and exhaust slot system of hidden (hidden) installation with constant longitudinal primary air flow | |
DE212016000060U1 (en) | Air conveyor for heat pumps | |
Choi et al. | Research on the heat transfer and pressure drop by installation conditions of rectangular obstacle in a solar air heater based on CFD | |
CN109033675B (en) | Critical wind division ratio judgment method of circulating ventilation system of extra-long highway tunnel | |
Spiga et al. | Friction factor and Nusselt number in flat tubes with rounded edges |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20191230 Effective date: 20191230 |