ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Проект устройства для снижения гидравлического сопротивления потоков в прямой трубе, подключенной к повороту, в составе трубопроводных систем.

Рекомендуемая область пременения

Машиностроение, судостроение. Эксплуатация объектов использования атомной энергии.

Назначение, цели и задачи проекта

Проект предназначен для снижения требуемой мощности циркуляционных средств (насосы, вентиляторы) в трубопроводных системах благодаря установке предлагаемого устройства для снижения гидравлического сопротивления потоков в прямой трубе, подключенной к повороту.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Натурные системы в основном собраны из гидравлически коротких труб, прямые участки которых часто подсоединены к поворотам различного радиуса гиба, т.е. имеет «неклассический» вход.

Из-за этого в трубу поступает поток с асимметричным распределением скоростей, что приводит к его закрутке и увеличению гидравлического сопротивления.

Были проведены систематические исследования способов снижения сопротивления, включающие измерения, и визуализацию течений.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Установка разделителя (1) после поворота (рисунок) трансформирует поток в многовихревой с возникновением самостоятельных вихревых потоков в каждом секторе. После выхода из разделителя они сохраняют в канале (2) индивидуальность и взаимодействуют друг с другом. В результате образуется устойчивая вихревая структура, включающая  упомянутые вихревые потоки, возникшие в секторах разделителя, и вихревые потоки-сателлиты, вращающиеся в противоположных направлениях между основными потоками. Эта структура образуется за счет самоорганизации и является энергетически выгодной. Гидравлическое сопротивление благодаря этому меньше, чем у закрученного, но не разделенного потока и близко к гидравлическому сопротивлению незакрученного потока в прямой трубе.

Наблюдения были проведены на канале диаметром 100 мм при числах Рейнольдса до 10 ⁵, при длине разделителя примерно полтора диаметра канала и количестве секторов в разделителе равном 2,3,4. Гидравлическое сопротивление разделенного закрученного потока меньше такового у закрученного, но не разделенного потока примерно в 3:4 раза. Установлено также, что в этом интервале параметров число секторов на величину сопротивления влияет слабо.

Описанный способ снижения гидравлического сопротивления тока в прямой трубе, подключенной к повороту, может быть использован и при любых других воздействиях на поток, приводящих к его закрутке, например, асимметричном подводе потока и др.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Гидравлическое сопротивление разделенного закрученного потока меньше такового у закрученного, но не разделенного потока примерно в 3-4 раза. Примерно столь же существенно снижается потребная мощность на прокатку, т.е. эксплуатационные расходы.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Внедрение проекта позволит существенно снизить потребную мощность побудителей расхода, обеспечив, таким образом, увеличение энергосбережения. Широкие масштабы энергосбережения обеспечиваются универсальностью устройства, а его простота обеспечивает низкую стоимость изготовления и высокую привлекательность. Но именно эти качества затрудняют выполнение технико-экономических оценок в настоящее время.

Новые потребительские свойства продукции

Полезными свойствами внедрения проекта являются прежде всего достигаемое энергосбережение при малых затратах на изготовление устройства и его монтаж в системе.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Согласно ГОСТ.

Стадия и уровень разработки

Предлагаемые инвестиции

0,25 млн. руб.

Рынки сбыта

Россия.

Возможность и эффективность импортозамещения

На период создания проекта зарубежных аналогов не выявлено.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

36

Дата поступления материала

01.11.2007