close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY11435

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.12.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 11435
(13) C1
(19)
F 15D 1/00
СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ТРЕНИЯ ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА
В ТРУБОПРОВОДЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ТРЕНИЯ
ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА В ТРУБОПРОВОДЕ
(21) Номер заявки: a 20060540
(22) 2006.06.01
(43) 2008.02.28
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт тепло- и
массообмена имени А.В.Лыкова
Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Автор: Тютюма Владимир Дмитриевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт теплои массообмена имени А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси"
(BY)
(56) SU 500383, 1976.
RU 2204744 C2, 2003.
RU 2133891 C1, 1999.
RU 2276035 C1, 2006.
RU 2077659 C1, 1997.
SU 994822, 1983.
US 6334957 B1, 2002.
BY 11435 C1 2008.12.30
(57)
1. Способ снижения трения жидкости или газа в трубопроводе путем воздействия давлением на движущийся поток жидкости или газа, отличающийся тем, что на движущийся
поток воздействуют давлением, изменение которого во времени обеспечивают в соответствии с выражением:
ρ V νt
p − po = k o o ⋅ 2 ,
2 r
Фиг. 1
BY 11435 C1 2008.12.30
где (p - po) - избыточное статическое давление;
p - абсолютное значение статического давления;
po - минимальное постоянное значение статического давления на входе в трубопровод;
k - коэффициент пропорциональности;
ρo - плотность движущегося потока;
Vo - средняя объемная скорость течения через поперечное сечение трубопровода;
ν - кинематическая вязкость;
t - время;
r - радиус трубопровода.
2. Устройство для снижения трения жидкости или газа в трубопроводе, содержащее
магистральный трубопровод, элементы обратной связи с датчиками, программноуправляющим и исполнительным устройствами, отличающееся тем, что магистральный
трубопровод посредством нагнетательного патрубка соединен с компрессором, соединенным посредством промежуточного вала с приводом, причем на выходе из компрессора на
нагнетательном патрубке перед входом в магистральный трубопровод установлен датчик
давления, соединенный с программно-управляющим и исполнительным устройствами,
задающими обороты вращения вала привода компрессора.
Изобретение относится к области перекачки жидкости и газов в трубопроводах, в частности к снижению трения в трубопроводах при их прохождении, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в газовой, водоснабжении и др.
Известен способ транспортировки природного газа к потребителю по магистральному трубопроводу, присоединенному посредством запорной арматуры к компрессору,
оборудованному приводом (Поршаков Б.П., Халатин В.И. Газотурбинные установки на
магистральных газопроводах. - М.: Недра, 1974. - С. 8-35), по которому перекачка газа
осуществляется преимущественно при постоянном перепаде давления.
Недостатком этого способа транспортировки является большое сопротивление трения
трубопровода в результате сильной турбулизации движущегося за счет постоянного перепада давления потока газа, что приводит к снижению его пропускной способности и, как
следствие, большим затратам механической энергии на его перекачку.
Из описания работы устройства по авторскому свидетельству (а.с. СССР 500383, МПК
F 15 D 1/02, 1976) вытекают признаки способа снижения трения в трубопроводах и шлангах путем воздействия на поток ультразвуковыми импульсами давления.
Недостаток этого способа снижения трения заключается в том, что воздействующие
на поток ультразвуковые импульсы давления не распространяются на большие расстояния
вдоль трубопровода, а остаются локализованными в зоне облучения, что позволяет понизить сопротивление трения лишь на небольшом по протяженности участке трубопровода.
Известно также устройство для создания, изменения и регулирования скорости движения потока текучей среды, что достигается снижением трения в трубопроводах, содержащее вибратор, закрепленный в трубопроводе вдоль оси с помощью держателей, и
ультразвуковой излучатель, размещенный в центре вибратора, воздействующие на транспортируемую жидкость импульсами давления звуковой и ультразвуковой частоты, которое включает также элементы обратной связи с датчиками, программно-управляющим и
исполнительным устройствами, регулирующими параметры вибратора и ультразвукового
излучателя (патент РФ 2204744, МПК F 15 D 1/02, 1997), выбранное в качестве прототипа.
Недостатками устройства являются:
большой расход энергии для возбуждения вибратора;
ограниченность эксплутационных возможностей, связанных с передачей ультразвуковых колебаний в сложной разветвленной системе трубопроводов;
конструктивные сложности реализации для трубопроводов большого диаметра;
2
BY 11435 C1 2008.12.30
использование для возбуждения колебаний достаточно сложной и дорогой аппаратуры.
Задача, которую решает предлагаемое изобретение, состоит в снижении трения жидкости или газа в трубопроводе и, как следствие, в уменьшении затрат механической энергии на перекачку жидкости или газа по трубопроводу.
Указанная задача достигается тем, что в известном способе, включающем воздействие
давлением на движущийся поток жидкости или газа, согласно предлагаемому решению,
на движущийся поток воздействуют давлением, изменение которого во времени обеспечивают в соответствии с выражением:
ρ V νt
p − po = k o o ⋅ 2 ,
2 r
где (р - ро) - избыточное статическое давление;
р - абсолютное значение статического давления;
ро - минимальное постоянное значение статического давления на входе в трубопровод;
k - коэффициент пропорциональности;
ρо - плотность движущегося потока;
Vо - средняя объемная скорость течения через поперечное сечение трубопровода;
ν - кинематическая вязкость;
t - время;
r - радиус трубопровода.
Устройство для снижения трения жидкости или газа в трубопроводе содержит магистральный трубопровод, элементы обратной связи с датчиками, программно-управляющим
и исполнительным устройствами. Согласно предлагаемому изобретению, магистральный
трубопровод посредством нагнетательного патрубка соединен с компрессором, соединенным посредством промежуточного вала с приводом, причем на выходе из компрессора на
нагнетательном патрубке перед входом в магистральный трубопровод установлен датчик
давления, соединенный с программно-управляющим и исполнительным устройствами,
задающими обороты вращения вала привода компрессора.
Изобретение поясняется чертежом.
На фиг. 1 изображен график, показывающий зависимость изменения во времени импульсов давления, возбуждаемых в движущемся потоке.
На фиг. 2 - принципиальная схема устройства для снижения трения в трубопроводе
при транспортировке по нему жидкости или газа.
Устройство содержит магистральный трубопровод 1, соединенный через систему
управляемых перепускных клапанов с входом в компрессор 2, приводимый во вращение
приводом 3 посредством промежуточного вала 9. В свою очередь выход с компрессора
посредством нагнетающего патрубка 5 и системы управляемых перепускных клапанов 4
соединен с магистральным трубопроводом 1. На выходе из компрессора на нагнетательном патрубке 5 перед входом в магистральный трубопровод 1 установлен датчик давления
6 (или система датчиков давления), связанный с программно-управляющим устройством
7, которое в свою очередь соединено с исполнительным устройством 8.
Устройство работает следующим образом. При работе компрессора 2 датчик давления
6, установленный на нагнетающем патрубке 5, снимает показания давления и передает его
в электронном виде в программно-управляющее устройство 7, где сигнал анализируется и,
в соответствии с заложенной в нем программой, вырабатывается электрический сигнал
для исполнительного устройства 8. В соответствии с заданным сигналом исполнительное
устройство 8 увеличивает скорость вращения выходного вала 9 привода компрессора 2
таким образом, чтобы повышение давления на входе в магистральный трубопровод 1 происходило в соответствии с заявленной формулой для нарастания давления в импульсе:
ρ V νt
( p − p o = k o o ⋅ 2 ). При этом для трубопровода с круглым поперечным сечением следу2 r
3
BY 11435 C1 2008.12.30
ет выбирать коэффициент k = 15÷20. При достижении пика давления программноуправляющее устройство 7 выдает исполнительному устройству 8 сигнал на резкое
уменьшение оборотов выходного вала 9 привода компрессора до первоначальной величины. В результате давление в трубопроводе резко снижается до своего первоначального
значения. После этого цикл медленного нарастания с последующим быстрым понижением
давления в импульсе повторяется снова. Воздействие создаваемых в результате такого
управляемого пульсирующего режима работы компрессора пилообразных импульсов давления на движущуюся в трубопроводе среду приводит к снижению степени турбулентности потока и, как следствие, снижению сопротивления трения трубопровода и к
уменьшению затрат механической энергии на перекачку жидкости или газа.
Источники информации:
1. Поршаков Б.П., Халатин В.И. Газотурбинные установки на магистральных газопроводах. - М.: Недра, 1974. - С. 8-35.
2. А.с. СССР 500383, МПК F 15 D 1/02, 1976 (прототип).
3. Патент РФ 2204744, МПК F 15 D 1/02, 1997 (прототип).
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
108 Кб
Теги
by11435, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа