способ трансформации потоков

Формула изобретения

Способ трансформации потоков, при котором поток подают на завихритель, закручивают его и направляют закрученный поток в систему, отличающийся тем, что перед направлением закрученного потока в систему его разделяют минимум на два самостоятельных закрученных потока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гидроаэродинамики и может использоваться в различных отраслях народного хозяйства для трансформации жидкостных или газовых потоков.

Известен способ трансформации потоков, при котором поток подают на завихритель, закручивают его и направляют закрученный поток в систему[1]. Этот способ является наиболее близким к заявляемому техническому решению, поэтому принят в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является то, что у одновихревого потока достаточно высокое гидравлическое сопротивление и аэродинамический шум.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в том, что в известном способе, при котором поток подают на завихритель, закручивают его и направляют закрученный поток в систему, перед направлением закрученного потока в систему его разделяют минимум на два самостоятельных закрученных потока.

Сравнительный анализ заявляемого технического решения и прототипа показал, что заявляемое техническое решение обладает признаками, не совпадающими с прототипом, а именно перед направлением закрученного потока в систему его разделяют минимум на два самостоятельных закрученных потока. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «НОВИЗНА».

Сравнительный анализ заявляемого способа и других технических решений показал, что принудительное закручивание потока перед его разделением не применяется. Например, в изобретении по авторскому свидетельству №715829 «Цилиндрический насадок» закрученный внешними факторами поток разделяют с целью его спрямления и этим объясняют улучшение динамических характеристик потока.

Проведенные исследования показали, что закрученный поток при разделении не спрямляется, а разделяется на отдельные закрученные потоки, взаимодействующие между собой, что приводит к улучшению динамических характеристик потока в целом.

Таким образом, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ».

На чертеже изображено устройство для осуществления способа трансформации потоков.

Устройство состоит из корпуса 1, к которому подсоединены входной 2 и выходной 3 патрубки. Внутри корпуса 1 установлен завихритель 4 и разделитель 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Поток через входной патрубок 2 подают на завихритель 4, где его закручивают и посредством разделителя 5 разделяют минимум на два самостоятельных закрученных потока, взаимодействующих между собой, затем уже многовихревой поток направляют через выходной патрубок 3 в систему.

Таким образом, заявляемый способ прост в осуществлении и позволяет улучшить динамические характеристики потоков.

Экспериментальные исследования заявляемого способа показали:

1. Гидравлическое сопротивление многовихревого потока существенно ниже, чем у единого закрученного потока. Например, при делении сечения канала на две одинаковые части сопротивление двухвихревого потока равно гидравлическому сопротивлению незакрученного потока в диапазоне чисел Рейнольдса до 10⁵ и меньше гидравлического сопротивления закрученного, но неразделенного потока в четыре раза.

2. Аэродинамический шум многовихревого потока ниже, чем таковой у единого закрученного потока и равен примерно аэродинамическому шуму незакрученного потока. Так, максимальные давления в едином закрученном и многовихревом потоках различаются на 12-14 dB.

3. Частота пульсирования сложного многовихревого потока существенно больше, чем у закрученного потока в цилиндрической трубе и пропорциональна числу вихрей. Измерения в области числа Рейнольдса до 10⁵ показали, что здесь сохраняется прямая пропорциональность.

4. Многовихревые потоки имеют повышенную устойчивость. Так выполненные измерения показали, что из боковых отростков коллектора, входящего в вентиляционную систему приточной вентиляции, если в коллекторе имеются отростки разного диаметра, частота пульсирования зависит от характерных геометрических параметров отростков.

5. Введение разделителя в естественно закрученный поток трансформирует его в многовихревой, имеющий меньшее гидравлическое сопротивление.

Источник информации

1. Пятая международная конференция по морским интеллектуальным технологиям «МОРИНТЕХ-2003». Санкт-Петербург. Сентябрь 2003 года. Тезисы докладов, стр.176-177.