SU1756724A1 - Swirler for two-phase flow - Google Patents

Swirler for two-phase flow Download PDF

Info

Publication number
SU1756724A1
SU1756724A1 SU914933676A SU4933676A SU1756724A1 SU 1756724 A1 SU1756724 A1 SU 1756724A1 SU 914933676 A SU914933676 A SU 914933676A SU 4933676 A SU4933676 A SU 4933676A SU 1756724 A1 SU1756724 A1 SU 1756724A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
channel
flow
screw
swirler
blades
Prior art date
Application number
SU914933676A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Васильевич Филиштинский
Николай Петрович Мороз
Станислав Людвигович Ясиневич
Original Assignee
Одесский Политехнический Институт
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 Одесский Политехнический Институт filed Critical Одесский Политехнический Институт
Priority to SU914933676A priority Critical patent/SU1756724A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1756724A1 publication Critical patent/SU1756724A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/02Energy absorbers; Noise absorbers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к энергетике, транспорту, нефт ной, газовой и химической промышленности и может быть исполъ- зовано дл  повышени  надежности транспорта двухфазных потоков. Целью изобретени   вл етс  минимизаци  гидравлических потерь и вибрации двухфазного канала при стабилизации расхода и снижении пульсаций потока в канале путем уста- нов ки на входе в кана1гГ м ногозаходного шнекового заэихрител  минимального гидравлического сопротивлени  Лопатки зэ- вихрител  профилируют по участку плавной кривой, обладающей одним перегибом и двум  независимыми переменными, при этом оптимальна  длина участка переменного шага заверител  определ етс  соотношением: h D-0,082 exp-0085 K 7,5 + + (а - п /2)4, где О - внутренний диаметр завихрител  (канала); К - число лопаток зз- вихрител ; а- угол закрутки на диаметре. 1 ил.The invention relates to the energy, transportation, oil, gas and chemical industries and can be used to improve the reliability of two-phase transport. The aim of the invention is to minimize hydraulic losses and vibrations of a two-phase channel while stabilizing the flow rate and reducing flow pulsations in the channel by setting at the entrance to the canal of a single-input auger minimum hydraulic resistance. The blades of the whirlwind profile along a smooth curve with one bend and two independent variables, while the optimal length of the variable pitch section of the witness is determined by the relationship: h D-0.082 exp-0085 K 7.5 + + (a - n / 2) 4, where O is the internal di meter swirler (channel); K is the number of blades of the 3– vortex; a- twist angle on the diameter. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к энергетике, транспорту, нефт ной, газовой и химической промышленности и может быть исполь- зовано дл  повышени  надежности транспорта двухфазных потоков.The invention relates to the energy, transportation, oil, gas and chemical industries and can be used to increase the reliability of two-phase transport.

Известно, что при движении двухфазных потоков, в частности, паровод ной смеси возможно образование перемещающихс  вдоль канала газовых и жидкостных пробок -устанавливаетс  так называемый снар дный, либо пробковый режим течени  Прохождение пробок через местные сопротивлени  как, отводы, изменение сечени , клапаны, задвижки и другие, сопровождаетс  гидраё лическими ударами и повышенной вибрацией канала (трубопровода). Известные методы защиты трубопровода от вибрации условно можно разделить на пассивные и активные.It is known that during the movement of two-phase flows, in particular, the steam-and-water mixture, the formation of gas and liquid plugs moving along the channel is established — the so-called skull or plug flow mode. The passage of the plugs through local resistances like outlets, section changes, valves, gate valves and others, accompanied by hydraulic shocks and increased vibration of the channel (pipeline). Known methods of protection of the pipeline from vibration can be divided into passive and active.

Пассивные методы - это защита без устранени  причины, то есть при наличии пробкового режима - установление дополнительных опор, газожидкостных демпферов (а.с. СССР N 934415, а.с СССР № 9Т4863идр.)Passive methods are protection without eliminating the cause, that is, in the presence of a cork mode - the establishment of additional supports, gas-liquid dampers (as of the USSR N 934415, as well as USSR № 9Т4863idr.)

Активные методы отличаютс  тем, что воздействие направлено на причину, стрем тс  снар дный режим течени  заменить дисперсным, либо кольцевым. Реализацией второго метода  вл етс  пространственна  ориентаци  трубопроводов, выполнение уклонов , подбор и взаимное расположение местных сопротивлений и др. (а с СССР № 28925, 1968, а.с. СССР № 945584, Т980, а с. СССР № 914862, 1982, а.с. СССР № 934152, 1982).Active methods are characterized in that the effect is directed at the cause, and the flow mode is replaced by a dispersed or ring mode. The implementation of the second method is the spatial orientation of pipelines, the implementation of slopes, the selection and mutual arrangement of local resistances, etc. (and with the USSR No. 28925, 1968, as.S. USSR No. 945584, T980, and S. USSR No. 914862, 1982, and .s. USSR № 934152, 1982).

Прототипом предлагаемого изобретени   вл етс  трубопровод дл  газожидкостных потоков (а.с. СССР № 1312298, кл. F 16The prototype of the proposed invention is a pipeline for gas-liquid flows (as. USSR No. 1312298, class F 16

сл о 1 ho Јwsl about 1 ho Јw

L 52/02, Б.И. № 19, 1987), включающий местные сопротивлени  и расположенные впереди многозаходные шнековые завих- рители с безударным входом и переменным шагом по длине. Газожидкостный поток в сна р дно-пробковом режиме течени  плавно без удара входит в завйхритель. Под действием ускорени  и закрутки пробки разрушаютс . За завихрителем устанавливаетс  дисперсно-кольцевой режим течени . Вместе с тем указанное устройство не обеспечивает достижени  максимального , эффекта, поскольку завйхритель выполнен не оптимальным, с развитой зоной отрыва , меньшей закруткой и большими гид- равлическими потер ми.L 52/02, B.I. No. 19, 1987), which includes local resistances and front-mounted multiple-pass screw vortexes with unstressed input and variable pitch lengths. The gas-liquid flow in the bottom-cork regime of flow smoothly without impact enters the scooper. Under the action of acceleration and twisting the plug is destroyed. A dispersion-ring flow regime is established behind the swirler. At the same time, the indicated device does not ensure the achievement of the maximum effect, since the scavenger is not optimal, with a developed separation zone, less twist and large hydraulic losses.

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  минимизаци  гидравлических потерь и вибрации газожидкостного канала при стабилизации расхода и снижении пульсаций потока в газожидкостном канале.The aim of the invention is to minimize the hydraulic losses and vibrations of the gas-liquid channel while stabilizing the flow rate and reducing the flow pulsations in the gas-liquid channel.

Поставленна  цель достигаетс  профилированием лопаток шнекового завихрите- л  безударного входа и переменного шага по длине по участку плавной кривой.облада- ющей одним экстремумом и двум  независимыми переменными, при этом оптимальна  длина участка переменного шага определ етс  соотношением: - .:The goal is achieved by profiling the blades of the screw vortex of an unstressed entrance and variable pitch along the length of a section with a smooth curve that has one extremum and two independent variables, while the optimum length of the section of variable pitch is determined by: -.

И 00.082 ехр 0 085 к 7,5 + ( а - ж /2)4,(1)And 00.082 exp 0 085 to 7.5 + (a - W / 2) 4, (1)

где D - диаметр завихрител  (канала);where D is the diameter of the swirler (channel);

К - число лопаток завихрител ;K - the number of blades swirl;

а - угол закрутки на диаметре.and - the twist angle on the diameter.

Формула (1)  вл етс  результатом обобщени  экспериментов по определению оптимальной длины участка Завихрител  переменного шага. ГидродинамйчеЪкйе исследовани  завихрителёй и их результаты подтверждены актом испытаний, который прилагаетс .. v Formula (1) is the result of a generalization of experiments to determine the optimal length of a Varvigator section of variable pitch. Hydrodynamic study of turbulence and their results are confirmed by the test act, which is attached .. v

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емое устройство отличаетс  наличием участка переменного шага, спрофилированного по участку плавной кривой, обладающей одним экстремумом и двум  независимыми переменными, что дает основание сделать вывод о соответствии критерию изобретени  новизна. Сравнение за вл емого решени  с другими техническими решени ми показывает, что каналы, трубопроводы дл  двухфазных потоков широко известны, однако, при использовании завихрител  с участком переменного шага с оптимальной длиной вычисленной по приведенной зависимости (1Хпро вл ет новые свойства, снижает гидравлические потери, дополнительно стабилизирует канал, повыша  его надежность. Это позвол ет сделать вывод о соответствии технического решени  критерию существенные отличи .Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device is characterized by the presence of a variable pitch section shaped along a section with a smooth curve, having one extremum and two independent variables, which gives grounds to conclude that the novelty criterion of the invention is satisfied. Comparison of the proposed solution with other technical solutions shows that the channels, pipelines for two-phase flows are widely known, however, when using a swirler with a variable pitch section with the optimal length calculated from the correlated dependence (1Xpro shows new properties, reduces hydraulic losses, additionally stabilizes the channel, increasing its reliability. This makes it possible to conclude that the technical solution meets the criterion of significant differences.

Предлагаемое устройство представлено на чертеже.The proposed device is shown in the drawing.

В канале дл  газожидкостных потоков 1 перед местным сопротивлением 2 устанавливаетс  многозаходный шнековый завйхритель минимального гидравлического сопротивлени  3. Пересечени  лопаток завихрител  с внутренней поверхностью канала образуют пространственную винтовую профильную линию 4, координатами которой задаетс  профиль. На плоской развертке внутренней цилиндрической поверхности 5 канала 4 представлена профильной линией 6,  вл ющейс  участком плавной кривой с одним перегибом и двум  независимыми переменными (парабола, эллипс, конхоида Никохомеда. улитки Паскал ; линии Касси- ни и др.). Независимые переменные определ ютс  по оптимальной длине , диаметру канала D, числу витков п, совершаемых одной лопаткой, п- ...... X-DIn the gas-liquid flow channel 1, before the local resistance 2, a multiple feed screw with a minimum hydraulic resistance 3 is established. The intersections of the swirl vanes with the inner surface of the channel form a spatial helical profile 4, the coordinates of which define the profile. On a flat scan of the inner cylindrical surface 5 of channel 4 is represented by a profile line 6, which is a section of a smooth curve with one bend and two independent variables (parabola, ellipse, Nikhohomed conchoid, Pascal cochlea; Cassini lines, etc.). Independent variables are determined by the optimal length, the diameter of the channel D, the number of turns n, performed by one spatula, p- ...... X-D

igaiga

(2)(2)

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.

Поток в снар дном режиме течени  поступает на завйхритель. На эавихрителе с минимальными гидравлическими потер ми поток перестраиваетс  в дисперсно-кольцевой режим и его прохождение через местное сопротивление 2 не сопровождаетс The flow in the bottom flow mode enters the smelter. On the evacuator with minimal hydraulic losses, the flow is rebuilt into a dispersion-ring mode and its passage through the local resistance 2 is not accompanied

гидроударами и вибрацией.water hammer and vibration.

Примером конкретной реализации устройства может служить трубопровод, содержащий медный, латунный либо стальной нержавеющий трехлопаточный завйхритель длиной Н 0,48 О и углом закрутки на выходе а 70°. Лопатки могут быть закреплены на внутренней поверхности канала, а также на центральном стержне с обтекател ми при помощи сварки либо пайки. Форму л а и з о б ре тени   Завйхритель дл  двухфазного потока, содержащий многозаходный шнек с безударным входом и переменным по длине шагом, установленный в цилиндрическом канале перед местным гидравлическим сопротивлением , о т л и чаю щ и и с   тем, что, с целью минимизации гидравлических потерь и вибрации канала при стабилизации расхода и снижении пульсаций потока, кромки шнека в пересечении с поверхностью канала образуют плавные кривые сAn example of a specific implementation of the device is a pipeline containing copper, brass, or stainless steel, three-blade, with a length of H 0.48 O and a twist angle of 70 ° at the exit. The blades can be fixed on the inner surface of the channel, as well as on the central rod with fairings by welding or soldering. Formula b and b ay a breeze squeezer containing a multiple-running auger with an unstressed entrance and variable pitch along the length, installed in the cylindrical channel in front of the local hydraulic resistance, so that minimizing hydraulic losses and channel vibration while stabilizing the flow rate and reducing flow pulsations, the auger edges at the intersection with the channel surface form smooth curves with

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Завихритель для двухфазного потока, содержащий многозаходный шнек с безСравнение заявляемого решения с другими ударным входом и переменным по длине шагом, установленный в цилиндрическом канале перед местным гидравлическим сочто, с целью минимизации гидравлических потерь и вибрации канала при стабилизации расхода и снижении пульсаций потока, кромки шнека в пересечении с поверхностью канала образуют плавные кривые с противлением, о т л и чаю щ и й с я тем, 55 что, с целью минимизации гидравлических одним перегибом, а длина h шнека выбрана равной .A swirl for a two-phase flow containing a multi-auger screw with no comparison of the proposed solution with other shock input and a variable length step installed in a cylindrical channel in front of a local hydraulic joint, in order to minimize hydraulic losses and channel vibration while stabilizing flow and reducing pulsation of the flow, the screw edges in at the intersection with the channel surface, smooth curves form with resistance, with the fact that, in order to minimize hydraulic by one bend, and the screw length h is chosen to be clear. h = D»0,082 exp45,085 к(7,5 + ( а-π/2)4], где D - внутренний диаметр канала, К число заходов, а- угол на выходе шне ка.h = D »0.082 exp 45.085 k (7.5 + (a-π / 2) 4 ], where D is the internal diameter of the channel, K is the number of entries, and a is the angle at the exit of the screw.
SU914933676A 1991-04-30 1991-04-30 Swirler for two-phase flow SU1756724A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914933676A SU1756724A1 (en) 1991-04-30 1991-04-30 Swirler for two-phase flow

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914933676A SU1756724A1 (en) 1991-04-30 1991-04-30 Swirler for two-phase flow

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1756724A1 true SU1756724A1 (en) 1992-08-23

Family

ID=21573136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914933676A SU1756724A1 (en) 1991-04-30 1991-04-30 Swirler for two-phase flow

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1756724A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003056228A1 (en) * 2002-01-03 2003-07-10 Pax Scientific, Inc A fluid flow controller
RU2820240C1 (en) * 2023-04-14 2024-05-31 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Method of controlling gas-liquid flow in pipeline branch

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1312298, кл. F 16 L 52/02, 1987 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003056228A1 (en) * 2002-01-03 2003-07-10 Pax Scientific, Inc A fluid flow controller
RU2820240C1 (en) * 2023-04-14 2024-05-31 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Method of controlling gas-liquid flow in pipeline branch

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4258782A (en) Heat exchanger having liquid turbulator
US2143477A (en) Liner for condenser tubes
CA2533844C (en) Apparatus and method for creating a vortex flow
NO760519L (en)
KR890701201A (en) Device for preparing putty and viscous bodies
US20080264645A1 (en) Apparatus for mitigating slugging in flowline systems
JPS63105397A (en) Heat exchanger
SU1756724A1 (en) Swirler for two-phase flow
KR850005611A (en) Vortex Flow Mass Flow Meter
CA2606593A1 (en) Pipe separator
US20040244958A1 (en) Multi-spiral upset heat exchanger tube
CN105841543A (en) Oblique rod baffle type oblique flow heat exchanger
US1974109A (en) Curved conduit
US1981865A (en) Water tube boiler
KR920019951A (en) Multifluid nozzles for directing gaseous fluids to dissolved materials containing metals
SU533810A1 (en) Finnikov Pipe
RU41499U1 (en) SWEEPER
RU2555559C1 (en) Nozzle
RU2021125346A (en) Liquid lifting method
SU1241007A1 (en) Disperser
RU2062388C1 (en) Fitting
KR900702316A (en) Heat exchanger tube with facet expansion element
SU1432814A2 (en) Pipeline tip
KR20060013244A (en) Bent pipe having path-guide
SU1652571A1 (en) Device for shaping a liquid jet