RU2044991C1 - Method and device for controlling velocity profile at the outlet of dispensing collector - Google Patents

Abstract

FIELD: power and chemical mechanical engineering. SUBSTANCE: flowing section of passages 3 of dispensing grid 2 are changed due to movement of movable members 5 inside them. The resultant force of gravity and drag applied to the members serves as a control action. The flowing section of each passageway 3 decreases in the direction of its outlet. The inlet part is provided with movable member 5 and bearing parts arresting reciprocation of the member in passageway. EFFECT: improved accuracy of controlling. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к энергетическому и химическому машиностроению и может быть использовано в теплообменном, массообменном оборудовании атомных и тепловых электростанций, химических производств. The invention relates to power and chemical engineering and can be used in heat transfer, mass transfer equipment of nuclear and thermal power plants, chemical plants.

Известен способ обеспечения заданного распределения профиля скорости на выходе из распределительного коллектора типа патрубок решетка за счет перераспределения потока перед решеткой [1, 2]
Реализация указанного способа осуществляется с помощью различных распределительных устройств, например перфорированных вставок и обечаек, распределителей, направляющих лопаток и т.п. установленных перед решеткой [1, 2]
Недостатком указанного способа и устройства является относительно высокое гидравлическое сопротивление проточной части раздаточного коллектора.There is a method of ensuring a given distribution of the velocity profile at the outlet of the distribution manifold of the nozzle-type grate by redistributing the flow in front of the grating [1, 2]
The implementation of this method is carried out using various distribution devices, for example, perforated inserts and shells, distributors, guide vanes, etc. installed in front of the grill [1, 2]
The disadvantage of this method and device is the relatively high hydraulic resistance of the flow path of the dispensing manifold.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ, использованный в [3] В нем управление профилем скорости среды на выходе из распределительного коллектора осуществляется путем обеспечения переменного по поверхности распределительной решетки гидравлического сопротивления за счет изменения проходного сечения каналов последней. The closest in technical essence to the proposed method is the method used in [3]. It controls the velocity profile of the medium at the outlet of the distribution manifold by providing a variable hydraulic resistance across the surface of the distribution grid by changing the passage section of the channels of the latter.

Реализация указанного способа осуществляется, например, при распределении среды по теплообменным трубкам испарителя с помощью коллектора с распределительной решеткой с отверстиями, имеющими с одного конца проходное сечение меньше, чем с другого [3] Отверстия в распределительной решетке выполнены концентрично ввиду среды с увеличивающимися по мере удаления от него диаметрами. The implementation of this method is carried out, for example, when distributing the medium through the heat exchanger tubes of the evaporator using a manifold with a distribution grid with holes having a smaller cross-section at one end than the other [3] The holes in the distribution grid are made concentrically due to the medium increasing with increasing distance from it by diameters.

Недостатком указанных способа и устройств является то, что они позволяют эффективно выравнивать распределения скорости на выходе из решетки только при наличии данных о распределении скорости в падающей на решетку струе, но не позволяют автоматически снижать неравномерность распределения скорости в решетке при произвольном профиле скорости в падающем потоке. The disadvantage of these methods and devices is that they can effectively equalize the velocity distribution at the exit of the grating only if there is data on the distribution of speed in the jet incident on the grating, but they cannot automatically reduce the unevenness of the velocity distribution in the grating at an arbitrary velocity profile in the incident flow.

Изобретение направлено на повышение тепловой эффективности теплообменного аппарата за счет управления профилем скорости на выходе из его распределительного коллектора при произвольном распределении скорости в падающей на решетку струе. The invention is aimed at increasing the thermal efficiency of a heat exchanger by controlling the velocity profile at the outlet of its distribution manifold with an arbitrary distribution of velocity in the jet incident on the grating.

Для решения указанной задачи предлагается изменять проходные сечения каналов распределительной решетки путем перемещения в них подвижных элементов под действием приложенной к последним результирующей сил гравитации и лобового сопротивления, а поступательное перемещение подвижных элементов в каналах решетки ограничить опорными деталями. To solve this problem, it is proposed to change the bore sections of the distribution grid channels by moving the moving elements in them under the action of the resulting gravity and drag forces, and to limit the translational movement of the moving elements in the channels of the lattice to supporting parts.

Положительный эффект достигается за счет того, что в каналах решетки с повышенным расходом среды подвижные элементы перемещаются вверх, сопротивление этих каналов возрастает, и расход уменьшается до некоторой фиксированной величины, перераспределяясь в пользу каналов с уменьшенным расходом. Варьируя весом подвижных элементов, можно за решеткой создавать области с повышенными или пониженными значениями скорости. A positive effect is achieved due to the fact that in the channels of the grating with an increased flow rate of the medium, the moving elements move upward, the resistance of these channels increases, and the flow rate decreases to a certain fixed value, redistributing in favor of the channels with a reduced flow rate. By varying the weight of the moving elements, it is possible to create regions with increased or decreased velocity values behind the bars.

На фиг. 1 схематично изображен распределительный коллектор, продольное осевое сечение; на фиг.2-6 схематично изображены некоторые варианты исполнения подвижных элементов в каналах решетки. In FIG. 1 schematically shows a distribution manifold, axial longitudinal section; figure 2-6 schematically shows some versions of the movable elements in the channels of the lattice.

Распределительный коллектор состоит из подводящего патрубка 1 и расположенной в нем горизонтальной решетки 2. В каналах 3 решетки 2, имеющих уменьшающееся к выходной части 4 проходное сечение установлены подвижные элементы 5, например, в виде тел вращения. Боковые поверхности 6 подвижных элементов 5 могут иметь коническую, шаровую, цилиндрическую и т.д. форму. При расположении подвижного элемента 5 в одном из крайних положений в канале (верхнем или нижнем) предусмотрены гарантированные зазоры. The distribution manifold consists of an inlet pipe 1 and a horizontal grate 2 located therein. In the channels 3 of the grate 2 having a passage section decreasing towards the output part 4, movable elements 5 are installed, for example, in the form of bodies of revolution. The lateral surfaces 6 of the movable elements 5 may have a conical, spherical, cylindrical, etc. form. When the movable element 5 is located in one of the extreme positions in the channel (upper or lower), guaranteed clearances are provided.

Роль опорных деталей могут играть опорная сетка 9 или решетка 10, установленные в каналах детали выступы 11, шайбы 12. The role of the supporting parts can be played by the supporting grid 9 or the lattice 10, protrusions 11, washers 12 installed in the channels of the part.

Зазоры гарантируются проточками, сверлениями в элементах (не показаны), дистанционирующими выступами 15, концевыми упорами 16. Clearances are guaranteed by grooves, drillings in elements (not shown), spacers 15, end stops 16.

Вес подвижных элементов 5 выбирается с учетом величины зазора между внутренней поверхностью канала 3 и внешней поверхностью подвижного элемента 5 и профиля скорости набегающего на решетку 2 потока. The weight of the movable elements 5 is selected taking into account the size of the gap between the inner surface of the channel 3 and the outer surface of the movable element 5 and the velocity profile of the flow incident on the grating 2.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Рабочая среда из подводящего патрубка 1 попадает в каналы 3 решетки 2 и приводит в движение подвижные элементы 5. В результате воздействия падающей на решетку 2 струи происходит перемещение подвижных элементов 5 к выходной части каналов 3, уменьшается площадь проходного сечения между стенками каналов 3 и соответствующих им подвижных элементов 5. При этом возрастает гидравлическое сопротивление этих каналов и расход среды через них уменьшается до некоторой фиксированной (предельной) величины, перераспределяясь в пользу каналов с уменьшенным расходом. Варьируя весом подвижных элементов 5, можно за решеткой 2 создавать области с повышенным или пониженным значением скорости. The proposed device operates as follows. The working medium from the inlet pipe 1 enters the channels 3 of the grill 2 and drives the movable elements 5. As a result of the impact of the jet incident on the grill 2, the movable elements 5 move to the output of the channels 3, the passage area between the walls of the channels 3 and the corresponding ones decreases movable elements 5. In this case, the hydraulic resistance of these channels increases and the flow rate of the medium through them decreases to a certain fixed (limit) value, redistributing in favor of the channels with reduced consumption. Varying the weight of the movable elements 5, it is possible to create regions with a higher or lower value of speed behind the lattice 2.

Claims (2)

1. Способ управления профилем скорости среды на выходе из распределительного коллектора путем обеспечения переменного по поверхности распределительной решетки гидравлического сопротивления за счет изменения проходных сечений каналов последней, отличающийся тем, что проходные сечения каналов распределительной решетки изменяют перемещением в них подвижных элементов, а в качестве управляющего воздействия на подвижные элементы используют приложенную к ним результирующую сил гравитации и лобового сопротивления. 1. The method of controlling the velocity profile of the medium at the outlet of the distribution manifold by providing a hydraulic resistance variable over the surface of the distribution grid by changing the passage sections of the channels of the latter, characterized in that the passage sections of the distribution grid channels are changed by moving moving elements therein, and as a control action on moving elements use the resulting resultant of gravity and drag. 2. Устройство управления профилем скорости среды на выходе из распределительного коллектора, содержащее подводящий патрубок и распределительную решетку с каналами, имеющими каждый уменьшающийся к одному из его участков проходное сечение, отличающееся тем, что проходное сечение каждого канала распределительной решетки выполнено уменьшающимся к его выходному участку, а во входном участке установлены подвижный элемент и опорные детали, ограничивающие поступательное перемещение последнего в канале. 2. A device for controlling the medium velocity profile at the outlet of the distribution manifold, comprising an inlet pipe and a distribution grid with channels having each passage section decreasing to one of its sections, characterized in that the passage section of each channel of the distribution grid is made decreasing to its outlet section, and in the input section there is a movable element and supporting parts limiting the translational movement of the latter in the channel.

Images