RU2715124C1 - Устройство для снижения потерь напора жидкости в трубопроводе - Google Patents
Устройство для снижения потерь напора жидкости в трубопроводе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2715124C1 RU2715124C1 RU2019134070A RU2019134070A RU2715124C1 RU 2715124 C1 RU2715124 C1 RU 2715124C1 RU 2019134070 A RU2019134070 A RU 2019134070A RU 2019134070 A RU2019134070 A RU 2019134070A RU 2715124 C1 RU2715124 C1 RU 2715124C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- inner diameter
- pump
- fluid flow
- angle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
- F15D1/00—Influencing flow of fluids
- F15D1/02—Influencing flow of fluids in pipes or conduits
- F15D1/06—Influencing flow of fluids in pipes or conduits by influencing the boundary layer
- F15D1/065—Whereby an element is dispersed in a pipe over the whole length or whereby several elements are regularly distributed in a pipe
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Устройство относится к трубопроводному транспорту. Устройство включает раструб, расположенный на выходе из насоса, с расширением от насоса с углом не более α ≤ 20°, переходящим в часть трубопровода с внутренним диаметром, обеспечивающим ламинарный поток жидкости. При снижении гидростатического давления по длине части трубопровода в 2 и более раз внутренний диаметр сужают раструбом с углом не более 20° до средних значений для аналогичных трубопроводов. Причем средство для закручивания потока жидкости устанавливают изнутри сужающегося раструба и в местах с наибольшими потерями напора. Технический результат - снижение потерь напора жидкости в трубопроводе. 1 ил.
Description
Предложение относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройствам, снижающим потери напора воздействием на динамические характеристики потока жидкости и на пограничный слой.
Известно устройство для снижения потерь напора при перемещении жидкости или газа по трубопроводу (патент на ПМ RU №25919, МПК F15D 1/10, опубл. 27.10.2002 в Бюл. №30), содержащее генератор ультразвуковой частоты, кабелем связанный с преобразователем ультразвуковой частоты, причем оно снабжено монолитным наконечником, для съемной установки на трубопроводе, цилиндрическая часть которого предназначена для размещения внутри трубопровода, а коническая связана с преобразователем ультразвуковой частоты при помощи герметичного разъемного соединения.
Недостатками данного устройства являются сложность изготовления и обслуживания, связанные с необходимостью точного изготовления устройства и его настройки для генерации соответствующей потоку и свойствам жидкости ультразвуковой частоты, и необходимость постоянного подвода электрической энергии к генератору.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе (патент RU №2285198, МПК F17D 1/20, F15D 1/06, опубл. 10.10.2006 в Бюл. № 28), включающее средство для закручивания потока жидкости, причем средство для закручивания выполнено из проволоки в виде цилиндрической пружины с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру трубы, и шагом витка, определяемым по формуле
где λ - шаг витка, м;
ν- скорость движения жидкости, м/с;
D - внутренний диаметр трубопровода, м;
g=9,81 - ускорение свободного падения, м/с2.
Недостатками данного устройства являются узкая область применения из-за возможности использования только в устоявшемся потоке и невозможности использования для успокоения потока на выходи из насоса и большие материальные затраты, связанные с необходимостью наличия средства закручивания потока по всей длине трубопровода.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание простой и экономичной конструкции устройства для снижения потерь напора жидкости в трубопроводе, позволяющей снижать потери напора в том числе на выходе из насоса и в интервалах повышенной потери напора.
Техническая задача решается устройством для снижения потерь напора жидкости в трубопроводе, включающим средство для закручивания потока жидкости.
Новым является то, что на выходе из насоса расположен раструб с расширением от него с углом не более 20°, переходящим в часть трубопровода с внутренним диаметром, обеспечивающим ламинарный поток жидкости, при снижении гидростатического давления по длине части трубопровода в 2 и более раз, внутренний диаметр сужают раструбом с углом не более 20° до средних значений для аналогичных трубопроводов, причем средство для закручивания потока жидкости устанавливают изнутри сужающегося раструба и в интервалах трубопровода с наибольшими потерями напора.
На чертеже изображено устройство с частичным продольным осевым разрезом.
Устройство для снижения потерь напора жидкости в трубопроводе 1 включает раструб 2, расположенный на выходе 3 из насоса (не показан), с расширением от выходы 3 насоса с углом не более α ≤ 20° (для снижения потерь напора при изменении диаметра), переходящим в часть 4 трубопровода 1 с внутренним диаметром D, обеспечивающим ламинарный поток жидкости. При снижении гидростатического давления по длине L части 4 трубопровода 1 в два и более раз, внутренний диаметр D сужают раструбом 5 с углом не более 20° α ≤ 20° (для снижения потерь напора при изменении диаметра) до средних значений d для аналогичных трубопроводов 1. Причем средство для закручивания потока 6 и 6’ жидкости устанавливают изнутри сужающегося раструба 5 и в интервалах 7 трубопровода 1 с наибольшими потерями напора.
Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность устройства, на чертеже не показаны или показаны условно.
Устройство работает следующим образом.
Первоначально определяют внутренний диаметр D части 4 трубопровода 1 из формулы:
где Re - число Рейнольдса;
ρ - плотность жидкости, кг/м3;
ν - скорость потока жидкости, м/с;
D - внутренний диаметр трубопровода, м;
η - динамическая вязкость, Па⋅с.
С учетом того, что скорость потока трубопровода рассчитывается по формуле:
где Q - производительность насоса, м3/с;
π≈3,14;
D - внутренний диаметр трубопровода, м.
Для гарантированного ламинарного потока числе Рейнольдса не должно превышать для трубопроводов 2000 (Re≤2000).
Получаем из уравнений [1] и [2]следующую формулу для определения диаметра:
где D - внутренний диаметр трубопровода, м;
ρ - плотность жидкости, кг/м3;
Q - производительность насоса, м3/с;
π≈3,14;
η - динамическая вязкость, Па⋅с.
Выбирают трубы для части 4 с внутренним диаметром не менее расчетного диаметра D.
Потери гидростатического давления по длине L части 4 трубопровода 1 определяют по формуле:
где λ - коэффициент гидравлического сопротивления (для трубопроводов λ=64/Re, где Re - число Рейнольдса по формуле[1]);
L - длина части 4 трубопровода 1, м;
v - скорость потока жидкости, м/с (см. формулу [2]);
D - внутренний диаметр трубопровода, м;
g - ускорение свободного падения, g ≈ 9,81 м2/с.
С учетом того, что потери гидростатического давления должны быть более половины начального давления (Δh≥H/2, где Н - начальный напор, определенный на выходе 3 насоса, м), получаем из формулы [4] формулу:
Собирают часть 4 трубопровода 1 с внутренним диаметром не менее расчетного диаметра D и длиной не менее L. К узкому концу раструба 2 приваривают, например, фланец 8, для герметичного соединения с фланцем 9 выхода 3 насоса, а к широкому насосу соосно герметично присоединяют собранную часть 4 трубопровода 1. Внутрь сужающегося раструба 5 устанавливают средство для закручивания потока жидкости 6 (патент Австрии №134543, патент RU №2285198 или т.п. - авторы на это не претендуют) для уменьшения потерь напора при переходе. Расширенный конец раструба 5 герметично соединяют с частью 4 трубопровода 1, а другой конец - с трубопроводом 1 с внутренним диаметром d, который применяется для типовых трубопроводов, работающих в подобных условиях (авторы на это не претендуют). После сборки трубопровода 1 и присоединения его к выходу 3 насоса. Через трубопровод 1 испытывают под давлением в тестовом режиме, измеряя падения давления на разных участках трубопровода 1. Выбирают интервалы 7 трубопровода 1 с максимальным перепадаем давлений между концами интервала 7, после чего эти интервалы 7 заменяют аналогичными по длине трубами с внутренним диаметром d, оборудованными соответствующими средствами для закручивания потока жидкости 6'.
Благодаря применению подобного устройства нагрузка на выходе насоса снизилась на выходе насоса и, как следствие, снизились нагрузки на подвижные элементы насоса, а межремонтный период благодаря этому в среднем для насосов вырос на 35%. При этом при прокачке через трубопровод 1 жидкости затраты энергии снизились на 7-9 %.
Предлагаемое устройство для снижения потерь напора жидкости в трубопроводе просто и надежно, так как нет сложных и движущихся деталей, при этом снижать потери напора в том числе на выходе из насоса и в интервалах повышенной потери напора.
Claims (1)
- Устройство для снижения потерь напора жидкости в трубопроводе, включающее средство для закручивания потока жидкости, отличающееся тем, что на выходе из насоса расположен раструб с расширением от него с углом не более 20°, переходящим в часть трубопровода с внутренним диаметром, обеспечивающим ламинарный поток жидкости, при снижении гидростатического давления по длине части трубопровода в 2 и более раз внутренний диаметр сужают раструбом с углом не более 20° до средних значений для аналогичных трубопроводов, причем средство для закручивания потока жидкости устанавливают изнутри сужающегося раструба и в интервалы трубопровода с наибольшими потерями напора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019134070A RU2715124C1 (ru) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | Устройство для снижения потерь напора жидкости в трубопроводе |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019134070A RU2715124C1 (ru) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | Устройство для снижения потерь напора жидкости в трубопроводе |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2715124C1 true RU2715124C1 (ru) | 2020-02-25 |
Family
ID=69631065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019134070A RU2715124C1 (ru) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | Устройство для снижения потерь напора жидкости в трубопроводе |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2715124C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4314587A (en) * | 1979-09-10 | 1982-02-09 | Combustion Engineering, Inc. | Rib design for boiler tubes |
| RU25919U1 (ru) * | 2002-06-10 | 2002-10-27 | Гичкин Владимир Алексеевич | Устройство для снижения потерь напора при перемещении жидкости или газа по трубопроводу |
| RU2285198C1 (ru) * | 2005-03-15 | 2006-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Устройство для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе |
| WO2008039115A1 (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-03 | Watreco Ab | Vortex generator |
| RU2700211C1 (ru) * | 2019-05-07 | 2019-09-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВО "КГЭУ") | Устройство для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе |
-
2019
- 2019-10-24 RU RU2019134070A patent/RU2715124C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4314587A (en) * | 1979-09-10 | 1982-02-09 | Combustion Engineering, Inc. | Rib design for boiler tubes |
| RU25919U1 (ru) * | 2002-06-10 | 2002-10-27 | Гичкин Владимир Алексеевич | Устройство для снижения потерь напора при перемещении жидкости или газа по трубопроводу |
| RU2285198C1 (ru) * | 2005-03-15 | 2006-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Устройство для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе |
| WO2008039115A1 (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-03 | Watreco Ab | Vortex generator |
| RU2700211C1 (ru) * | 2019-05-07 | 2019-09-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВО "КГЭУ") | Устройство для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2715124C1 (ru) | Устройство для снижения потерь напора жидкости в трубопроводе | |
| US1702274A (en) | Determining the quantity of flowing liquids or gases | |
| CN101398319B (zh) | 大流量嵌入式涡轮流量计 | |
| CN106051368B (zh) | 一种具有径向轴向补偿功能的减振消声器 | |
| CN201707087U (zh) | 涡街质量流量计 | |
| CN210863494U (zh) | 一种水平rtp管道摩阻测试实验系统 | |
| CN105917198A (zh) | 用于测量流体的流量的设备 | |
| CN107524919B (zh) | 管道流体流速增速方法及管道流体输送系统 | |
| CN208859220U (zh) | 一种内螺旋导流型输油管 | |
| CN108869943A (zh) | 一种减振型节流装置 | |
| WO2009082253A1 (fr) | Procédé de mesure de débit et de formation d'un échantillon d'un milieu fluide | |
| CN102650361B (zh) | 平底等截面钢岔管 | |
| CN208653554U (zh) | 一种超小口径涡街流量计 | |
| CN102192405B (zh) | 高压供液可显示分配器 | |
| RU93527U1 (ru) | Турбинный расходомер | |
| CN209878028U (zh) | 一种低阻流流量计 | |
| CN208476655U (zh) | 一种可进行卸载控制的便携式锚杆拉拔仪 | |
| CN209524966U (zh) | 一种四声道超声流量计的探头布置结构 | |
| CN204202688U (zh) | 一种防结晶液位计 | |
| CN201780149U (zh) | 变水头流量装置管路系统 | |
| CN101769771B (zh) | 一种基于空气声学原理的流量测量装置及方法 | |
| CN105673981B (zh) | 一种无阻力平衡型波纹补偿器 | |
| CN110486550A (zh) | 一种可伸缩式仿生沟槽管道流体特性试验装置 | |
| RU2615223C1 (ru) | Устройство для измерения потока жидкости | |
| CN104100513A (zh) | 一种高压水泵性能测试平台 |