RU54643U1

RU54643U1 - Завихритель

Info

Publication number: RU54643U1
Application number: RU2005119094/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Велькин; Сергей Евгеньевич Щеклеин; Александр Валерьевич Школьный; Даниил Владимирович Чулков; Максим Петрович Кириллов; Анатолий Викторович Чебыкин
Original assignee: ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ"
Priority date: 2005-06-20
Filing date: 2005-06-20
Publication date: 2006-07-10

Abstract

Полезная модель относится к энергетике, в частности, к области производства тепловой и электрической энергии на тепловых и атомных электростанциях и может быть использована в трубопроводах с двухфазными потоками.

Завихритель, содержащий корпус, выполненный в виде изогнутого трубопровода, на концах которого установлены фланцы, а на внутренней поверхности корпуса выполнены эвольвентные направляющие, имеющие со стороны входа потока протяженность 5-8 D, где D - диаметр трубы, отличающийся тем, что в качестве направляющих выполнены крученые ленточные полосы высотой 0,10-0,15 D, причем угол закрутки лент составляет от 120° до 180°, в зависимости от скорости и режима течения потока в трубопроводе,

Применение заявляемого устройства позволяет выровнять скорости потока по сечению, повысить эффективность его закрутки перед входом в поворотный участок, снизить виброускорение и амплитуду низкочастотных вибраций труб на 25-30% и, как результат, увеличить ресурс трубопровода на данном участке.

Description

Из уровня техники известен аналог - устройство для воздействия на поток текучей среды (заявка на изобретение №1785115, опубликованная 10.05.96 года по МПК F 15 D 1/02), содержащее осесимметричный канал для прокачивания основной текучей среды. С существенными признаками заявляемой полезной модели совпадает следующая совокупность признаков аналога: "содержащее осесимметричный канал для прокачивания основной текучей среды и устройство для регулируемого гидродинамического возбуждения потока текучей среды". Недостатками аналога являются: большое гидравлическое сопротивление устройства и необходимость затрат энергии на подачу возмущающей струи.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, прототипом полезной модели является завихритель, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого выполнены эвольвентные канавки МПК 7 F 15 D 1/ 04, заявка №2004107612, патент №41499). Недостатками прототипа являются: утонение стенки цилиндрического корпуса, ведущее к снижению его прочности, малый коэффициент трения при взаимодействии теплоносителя и направляющих канавок, что при больших скоростях потока ведет к снижению эффекта закручивания, вплоть до его исчезновения.

Указанная задача решается тем, что в известном завихрителе, содержащем корпус, выполненный в виде изогнутого трубопровода на концах которого установлены фланцы, а на внутренней поверхности корпуса выполнены эвольвентные направляющие, имеющие со стороны входа потока протяженность 5-8 D, где D - диаметр трубы, отличающийся тем, что в качестве направляющих выполнены крученые ленточные полосы высотой 0,10-0,15D, причем угол закрутки лент составляет от 120° до 180°. На чертеже (фиг.1) представлена схема конструкции завихрителя, где

1 - корпус трубопровода;

2 - фланцы, приваренные к концам корпуса;

3 - направляющие металлические ленты.

В приложении представлены фотографии завихрителя:

Фиг 2 - фото входного фланца завихрителя; Фиг.3 - корпус завихрителя.

Завихритель работает следующим образом, При вхождении потока текучей среды в корпус завихрителя направляющие ленты, выполненные с

закруткой, завихряют поток текучей среды перед поворотным участком и разворачивают его по внутреннему периметру. Скорости течения среды по сечению трубы при вхождении потока в поворот после завихрителя все время выравниваются и разность давлений на стенках большого и малого радиусов поворота стремится к нулю. Таким образом, снижается давление на наружную стенку внутреннего поворотного участка, выравниваются давления на внешнем и наружном радиусах поворотного участка внутри трубы, что приводит к снижению вибрации трубопровода.

Завихритель с углом закрутки лент на 180° предназначен для режима течения двухфазного потока в диапазоне чисел Рейнольдса 1000<Re<2000, a завихритель с углом закрутки лент на 120° - 2000<Re<4000. Завихритель своими фланцами крепится к трубопроводу. Длина прямолинейной зоны завихрителя с лентами перед поворотным участком составляет 5-8 D, что обуславливается протяженностью участка стабилизации потока текучей среды, которая составляет 30-50 калибров (D) после воздействия со стороны завихряющей части, в зависимости от режима течения потока в трубопроводе, характеризующегося расходными характеристиками (значениями чисел Рейнольдса) и газосодержанием.

При внедрении полезной модели получены следующие технические результаты: повышение эффективности закручивания перед вхождением потока в поворотный участок и, как следствие, - снижение амплитуды вибрации и виброускорения труб на 25-30%, что увеличивает ресурс трубопровода на данном участке.

Результаты влияния закручивающих лент на снижение вибраций трубопровода в поворотном участке приведены в таблице 1. Определяющим показателем для выбора типа завихрителя из числа исследуемых образцов с различным количеством завихряющих лент являлось относительное снижение вибраций трубопровода (виброскорости, мм/с²). Из табл.1 следует, что наибольшим эффектом снижения вибрации отвечают конструкции завихрителей с заявленными характеристиками закручивающих лент.

Таблица 1 ЗАВИХРИТЕЛЬ Таблица результатов влияния вставок - завихрителей на снижение вибраций трубопровода в поворотном участке
G. м³/ч	φ	Угол закрутки завихряющих лент в.полости вставки
		0 (гладкая труба)	120°		180°		270°
5	0,75	Виброускорение трубопровода (мм/с²) Относительное снижение виброускорения (%%)
		1,06	0,79	Снижение в среднем на 25%	0,66	Снижение в среднем на 35%	0,69	Снижение в среднем на 30%
	0,5	1,18	0,85		0,71		0,72
	0	3,39	2,37		1,62		1,65
10	0,75	4,31	2,32	Снижение в среднем на 0,35%	1,82	Снижение в среднем на 0,42%	1,88	Снижение в среднем на 37%
	0,5	4,48	2,51		1,88		1,92
	0	7,06	4,21		3,02		3,1
15	0,75	5,97	4,26	Снижение в среднем на 0,30%	2,93	Снижение в среднем на 0,50%	3,05	Снижение в среднем на 43%
	0,5	6,33	4,63		3,05		3,1
	0	11,07	6,19		4,86		4,95

Claims

Завихритель, содержащий корпус, выполненный в виде изогнутого трубопровода на концах которого установлены фланцы, а на внутренней поверхности корпуса выполнены эвольвентные направляющие, имеющие со стороны входа потока протяженность 5-8 D, где D - диаметр трубы, отличающийся тем, что в качестве направляющих выполнены крученые ленточные полосы высотой 0,10-0,15D, причем угол закрутки ленточных полос составляет от 120 до 180°.