СПОСОБ СНИЖЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРЕНИЯ ТУРБУЛЕНТНОГО ПОТОКА ГАЗА
METHOD OF REDUCING FRICTION OF TURBULENT GAS FLOW

Изобретение относится к области гидрогазодинамики и может быть использовано при транспортировке газообразных сред по трубопроводам или при перемещении тел в газообразных средах.
Известны аналоги - способы снижения сопротивления трения турбулентных потоков (способ снижения сопротивления, реализованный в устройстве, см. патент на изобретение №2204743, F15D 1/00. Поверхность, обтекаемая турбулентным газовым потоком /Ковальногов Н.Н., Хахалева Л.В., Ермолаева Е.К./ Заявл. 08.01.2002. Опубл. 20.05.2003). Этот аналог принят в качестве прототипа.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого в качестве прототипа, относится гашение турбулентных пульсаций в ограниченном диапазоне частот пульсаций давления в пограничном слое из-за более узкого диапазона эффективного подавления.
Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в повышении эффективности снижения сопротивления турбулентного трения в более широком диапазоне частот за счет гашения пульсаций более низкой частоты.
Указанный технический результат достигается тем, что турбулентный поток направляют вдоль перфорированной поверхности с демпфирующими полостями, турбулентные пульсации давления попадают через перфорационные отверстия в демпфирующие полости, которые их гасят, и таким образом снижают сопротивление трения.
Особенность заявляемого способа заключается в том, что гашение пульсаций производят демпфирующими полостями различного объема, которые чередуются между собой.
Новый способ снижения сопротивления трения турбулентного потока газа позволяет повысить эффективность снижения сопротивления трения благодаря подавлению турбулентных пульсаций в более широком диапазоне частот.
На чертеже представлена схема поверхности, обтекаемой газовым потоком, поясняющая способ.
Поверхность, обтекаемая турбулентным газовым потоком, содержит: 1 - перфорационные отверстия; 2 - демпфирующие полости для гашения высокочастотных пульсаций; 3 - демпфирующие полости для гашения пульсаций с более низкой частотой. Демпфирующие полости 3 для гашения пульсаций с более низкой частотой выполнены более крупного объема по сравнению с демпфирующими полостями 2 для гашения высокочастотных пульсаций.
Способ снижения сопротивления трения турбулентного потока газа осуществляется следующим образом.
Поток направляют со скоростью w вдоль поверхности, содержащей перфорационные отверстия 1. Через перфорационное отверстие 1 в обтекаемой поверхности поток взаимодействует с демпфирующей полостью 2 для гашения высокочастотных пульсаций. Турбулентные пульсации гасят с помощью демпфирующих полостей 2 для гашения высокочастотных пульсаций благодаря пружинящему эффекту (на чертеже символом k1 обозначена упругость эквивалентной пружины), образовавшемуся за счет перетекания некоторой массы газа m в полость и обратно. Аналогично, с помощью демпфирующих полостей 3 для гашения пульсаций с более низкой частотой (с упругостью эквивалентной пружины k2) гасят турбулентные пульсации более низкой частоты. Таким образом, поток ламинаризируют и снижают сопротивление трения.
Кроме того, полости различного объема располагают в чередующемся порядке.
Кроме того, количество перфорационных отверстий зависит от объема демпфирующей полости.