УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ПРОФИЛЯ СКОРОСТЕЙ ПОТОКА ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА
APPARATUS FOR LEVELLING THE SPEED PROFILE OF A LIQUID OR GAS FLOW

Изобретение относится к энергетическому и химическому машиностроению и может быть использовано в теплообменном, массообменном оборудовании атомных и тепловых электростанций, химических производств.
Известно устройство для выравнивания профиля скоростей потока жидкости, состоящее из набора диффузоров, установленных с радиальным зазором между ними [Справочник по гидравлическим сопротивлениям. / Под ред. Идельчика - М.: Машиностроение, 1975, ч. 2, с 164-165.].
Недостатком известного устройства является то, что в режиме нагрузок появляется неравномерность поля скоростей потока жидкости по сечению трубопровода.
Известно устройство для выравнивания профиля скоростей потока жидкости, состоящее из набора диффузоров, установленных в трубопроводе один в другом соосно с радиальным зазором и жестко закрепленных между собой [Авторское свидетельство СССР №664101, кл. G01Р 5/00, 1979].
Недостаток известного устройства заключается в том, что с ростом площади поперечного сечения средняя скорость потока при увеличении угла расширения диффузора падает и, начиная с некоторого угла расширения диффузора заданной длины, дальнейшее увеличение угла значительно повышает коэффициент сопротивления, вызывает отрыв пограничного слоя от стенки диффузора и связанное с этим сильное вихреобразование и создает неравномерность расхода в выходном сечении.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство для выравнивания профиля скоростей потока жидкости, состоящее из участка трубопровода с размещенным в нем местным сопротивлением из сетки [Аэродинамический эксперимент в машиностроении, изд. 3-е, доп.и испр. / Повх Н.Л. - Л., Машиностроение, 1974, с 131-134].
Основным недостатком данного устройства является то, что при значении коэффициента сопротивления больше 2, неравномерность профиля скорости переворачивается, т.е. в местах, в которых до сетки скорости были меньшими, за сеткой они становятся большими, и наоборот. С дальнейшим увеличением коэффициента сопротивления перевернутая неравномерность растет.
Таким образом, известное устройство, выбранное за наиболее близкий аналог, не позволяет обеспечить выравнивания профиля скоростей потока жидкости или газа при значениях коэффициента сопротивления больше 2.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание устройства для выравнивания профиля скоростей потока жидкости или газа при значениях коэффициента сопротивления больше 2.
Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением является выравнивание профиля скоростей потока жидкости или газа при значениях коэффициента сопротивления больше 2.
Данный технический результат достигается тем, что в устройстве для выравнивания профиля скоростей потока жидкости или газа, состоящим из участка трубопровода с размещенным в нем местным сопротивлением, новым является то, что в качестве местного сопротивления используется открыто пористый материал металлорезина [RU №2663389 «Способ изготовления пористой детали из проволочного материала», опубл. 03.08.2018].
Металлорезина может быть изготовлена из витых проволок диаметром от 0.1 мм до 0,6 мм, позволяя получать масштаб пор такого же порядка, что обеспечивает разбиение потока жидкости или газа до такого же масштаба, за счет извилистости каналов позволяет улучшать перемешивание, тем самым выравнивая профиль скоростей до требуемого уровня.
Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает достижение заявленного технического результата.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На Фиг. 1 изображено устройство для выравнивания профиля скоростей потока жидкости или газа, где:
1 - участок трубопровода;
2 - местное сопротивления из металлорезины;
3 - соединительные фланцы.
На Фиг. 2 представлено фото образца из металлорезины.
Устройство для выравнивания профиля скоростей потока жидкости или газа в круглой трубе (см. фиг. 1) состоит из участка трубопровода 1 с припаянным по его внутреннему диаметру местного сопротивления из металлорезины 2. На концах трубопровода 1 имеются соединительные фланцы 3 для последующего присоединения к требуемой конструкции, где необходимо выровнять профиль скоростей потока жидкости или газа.
Работает заявляемое устройство следующим образом.
Участок трубопровода 1 с установленным в него элементом из металлорезины 2 присоединяется с помощью соединительных фланцев 3 к конструкции. После установки устройство запускается, и после прохождения элемента из металлорезины, профиль скоростей потока жидкости или газа выравнивается до требуемого уровня.
Из медной заготовки марки Ml изготавливается круглая труба диметром 76 мм с соединительными фланцами. Согласно [RU №2663389, опубл. 03.08.2018] из медной посеребренной проволоки диаметром 0,5 мм изготавливается образец из металлорезины диаметром 76 мм, толщиной 20 мм и пористостью 0,75. Далее образец из металлорезины с помощью пайки соединяется с медной трубой. Получившееся устройство устанавливается в требуемую конструкцию.
Устройство позволяет обеспечить качественно новые технические характеристики (выравнивание профиля скоростей потока жидкости или газа при значениях коэффициента сопротивления больше 2) по сравнению с известными отечественными и зарубежными аналогами.