УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЫМОВЫХ ТРУБ

Заявляемая полезная модель относится к области строительной аэродинамики и ко многим отраслям народного хозяйства, в которых возникает необходимость повышения эффективности дымовых труб и ряда других устройств, удаляющих вредные примеси в атмосферу.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели относится устройство, в котором эффективность дымовых труб в экстренных ситуациях повышается за счет подогрева тэнами выходящих дымовых потоков [1].
Недостатком этого устройства является его большая энергоемкость.
Заявляемая полезная модель направлена на уменьшение энергоемкости дымовых труб.
Указанный результат достигается тем, что с наветренной стороны дымовой трубы располагают лист из твердого материала по форме близкого к равнобочной трапеции под углом 30°-70° к оси трубы, на боковых сторонах которого создают перпендикулярные к его плоскости направляющие, с высотой порядка диаметра трубы, верхнее основание листа, с длиной порядка диаметра трубы, прикрепляют вплотную к стенке трубы на расстоянии порядка диаметра трубы от ее верхнего конца, нижнее основание листа, длиной порядка 10 диаметров трубы, прикрепляют вплотную к крыше сооружения.
Отличительными признаками заявленного устройства являются:
- расположение с наветренной стороны дымовой трубы листа из твердого материала по форме, близкого к равнобочной трапеции, под углом 30°-70° к оси трубы;
- создание на боковых сторонах листа перпендикулярных к плоскости направляющих с высотой порядка диаметра трубы;
- укрепление верхнего основания листа с длиной порядка диаметра трубы вплотную к стенке трубы на расстоянии порядка диаметра трубы от ее верхнего конуса;
- закрепление нижнего основания листа длиной порядка 10 диаметров трубы вплотную к крыше сооружения.
Расположение с наветренной стороны дымовой трубы листа из твердого материала по форме, близкого к равнобочной трапеции приводит к созданию спутного потока вблизи поднимающейся струи дыма, который увеличивает высоту подъема дыма и способствует более эффективной работе дымовой трубы.
Создание на боковых сторонах листа перпендикулярных к его плоскости направляющих с высотой порядка диаметра трубы для набегающего ветрового потока препятствует растеканию спутного потока и усиливает его в области близкой к дымовой трубе.
Укрепление верхнего основания листа с длиной порядка диаметра трубы вплотную к стенке трубы на расстоянии порядка диаметра трубы от ее верхнего конца способствует использованию стенки дымовой трубы в качестве вертикальной направляющей и ликвидации отрывных завихренных зон при набегании ветрового потока, которые могут резко понизить тягу дымовых труб.
Закрепление нижнего основания листа длиной порядка 10 диаметров трубы вплотную к крыше сооружения организует захват значительной части ветрового потока не только вблизи самой дымовой трубы и использует его энергию для организации более интенсивных спутных потоков.
Сущность устройства поясняется чертежом, представленным на фиг.1 и фото 1-2, а также нижеследующим описанием.
На фиг.1 представлена схема устройства.
Дымовая труба обозначена цифрой 1, цифрой 2 обозначен лист из твердого материала по форме близкой к равнобочной трапеции, цифрой 3 - вертикальные пластины, прикрепленные к боковым сторонам листа перпендикулярно к его плоскости, цифрой 4 - крыша сооружения. Стрелками показано направление воздушных потоков.
Пример.
Проверка достижения заявленного технического результата осуществлялась опытным путем (фото 1-2). На фото 1 представлена обычная дымовая струя, поднимающаяся в отсутствии предлагаемых насадков. Опыты проводились на модели в аэродинамической трубе Института механики МГУ. На фото 2 показан подъем той же дымовой струи в том же ветровом потоке, но с рассматриваемой насадкой в виде равнобочной трапеции.
Представленные фотографии подтверждают работоспособность данного устройства. Фактически с насадкой дымовая струя поднимается примерно вдвое выше, чем без насадки.
Физическое объяснение обнаруженного эффекта связано с тем, что предложенные насадки перераспределяют набегающий ветровой поток и способствуют образованию спутных течений вблизи дымовой струи, а наличие спутных течений способствует повышению дальнобойности дымовой струи, ее большому подъему, лучшему сносу, перемешиванию и рассеиванию в окружающем воздухе.
Предлагаемое устройство особенно эффективно может использоваться в случае защиты от дыма пространства с одной стороны от дымовой трубы. Например, если в этой зоне находятся жилые постройки, зона отдыха и т.д. Кроме того, в некоторых случаях может быть некоторое преобладающее направление в розе ветров. Дешевизна комплектующих, обеспечивающих работу устройства, его простота и надежность дает большие выгоды при его использовании в широком классе задач. Особенно существенно «бесплатное» использование энергии ветрового потока. В качестве насадки в некоторых случаях частично может быть использована сама крыша сооружения.
Источники информации:
1. Дымовая труба. Авторское свидетельство №1737226. 1992. Герценштейн С.Я., Некрасов И.В., Сухоруков А.Н.