×
27.11.2014
216.013.09f6

СТРУЙНЫЙ НАСАДОК ВОДОМЕТНОГО ДВИЖИТЕЛЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движителям судов, лодок и других плавучих средств. Струйный насадок водометного движителя содержит наружный корпус с установленным в нем центральным телом, которое выполнено в виде тела вращения и образует совместно с наружным корпусом кольцевой канал подачи жидкости с выходным соплом и канал подвода газа. Центральное тело выполнено с центральным осевым каналом, связанным своим входом с каналом подвода газа. Выходное сечение сопла охватывает выходное сечение центрального осевого канала, а осевая линия выходного сопла расположена по отношению к оси центрального осевого канала под углом 20°÷90°. Достигается увеличение тяги за счет высокочастотного автоколебательного режима течения выходного потока, при одновременном упрощении конструкции струйного насадка. 3 ил.
Основные результаты: Струйный насадок водометного движителя, содержащий наружный корпус с установленным в нем центральным телом, выполненным в виде тела вращения и образующим совместно с наружным корпусом кольцевой канал подачи жидкости с выходным соплом, и канал подвода газа, отличающийся тем, что центральное тело выполнено с центральным осевым каналом, связанным на входе с каналом подвода газа, причем выходное сечение сопла охватывает выходное сечение центрального осевого канала, а осевая линия выходного сопла расположена по отношению к оси центрального осевого канала под углом 20°÷90°.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к судостроению, а именно к водометным движителям судов, лодок и других плавучих средств.

Известен насадок водометного движителя, содержащий наружный корпус с соосно установленным в нем центральным телом, выполненным в виде тела вращения и образующим совместно с наружным корпусом кольцевой канал подачи жидкости, выходное регулируемое сопло, за счет смещения которого посредством шестеренного механизма происходит изменение объема кольцевого канала подачи жидкости, и газовые инжекторы, впрыскивающие выхлопной газ двигателя или предварительно сжатый воздух непосредственно в жидкость для изменения основных характеристик истекающей струи (скорость, плотность, мощность), а также совместно с изменением объема канала подачи жидкости для изменения кинетической энергии струи (Заявка WO 2008/009303, опубл. 24.01.2008).

Известное решение за счет изменения объема выходного канала жидкости и впрыскивания в жидкостную струю газа способствует улучшению гидродинамики выходной струи водометного движителя, а также позволяет управлять направлением тяги и изменением скорости движения судна.

Вместе с тем, конструкция насадка является достаточно сложной и требует наличия специальных механизмов, обеспечивающих перемещение выходного сопла в осевом направлении. Кроме того, данное устройство хотя и позволяет несколько увеличить тягу водометного движителя, однако это увеличение весьма незначительно.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является увеличение тяги водометного движителя за счет создания высокочастотного автоколебательного режима течения выходного потока при одновременном упрощении конструкции струйного насадка.

Технический результат достигается тем, что в струйном насадке водометного движителя, содержащем наружный корпус с установленным в нем центральным телом, выполненным в виде тела вращения и образующим совместно с наружным корпусом кольцевой канал подачи жидкости с выходным соплом, и канал подвода газа, центральное тело выполнено с центральным осевым каналом, связанным на входе с каналом подвода газа, причем выходное сечение сопла охватывает выходное сечение центрального осевого канала, а осевая линия выходного сопла расположена по отношению к оси центрального осевого канала под углом 20°÷90°.

Наличие в центральном теле центрального осевого канала, связанного своим входом с каналом подвода газа, выходное сечение которого охватывается выходным сечением сопла, позволяет создать на выходе из сопла систему из воздушной (газовой) и водяной (жидкостной) струй. Воздушная струя вызывает нестационарное течение воды, при котором существенно возрастает объем эжектируемой воздушной струей жидкости (КПД эжекции возрастает). Создается высокочастотный автоколебательный режим течения выходного потока, обеспечивающий повышение тяги движителя.

Организация автоколебательного режима на выходе из сопла возможна за счет расположения оси центрального канала под углом к осевой линии выходного сопла. Это обеспечивает смыкание водяной струи после обтекания ею центрального тела и одновременное раздвигание ее воздушной струей с образованием воздушных пузырей, которые, «схлопываясь», эжектируют за собой жидкость. Нестационарное движение жидкости обеспечивается при расположении оси центрального осевого канала по отношению к осевой линии выходного сопла под углом не менее 20°. Экспериментально установлено, что при угле меньше 20° течение жидкости является стационарным без эффекта повышения тяги. При угле свыше 90° жидкость из сопла выбрасывается не на выход из движителя, а в центральный канал.

Сущность изобретения поясняется графически, где на фиг.1 приведена конструктивная схема струйного насадка водометного движителя с коническим кольцевым соплом; на фиг.2 - сечение A-A фиг.1; на фиг.3 представлен график зависимости отношения тяги движителя в случае использования подачи воздуха к тяге движителя без использования подачи воздуха F/F0 от отношения расхода воздуха к расходу жидкости Q2/Q1.

Струйный насадок состоит из наружного корпуса 1 с коаксиально установленным в нем центральном телом 2 в виде тела вращения, выполненным с центральным осевым каналом 3 подачи газа, ось которого совпадает с осью центрального тела 2. Центральный осевой канал 3 на входе соединен с каналом подвода газа 4. Наружный корпус 1 и поверхность центрального тела 2 образуют кольцевой канал 5 подачи жидкости (воды), который заканчивается выходным кольцевым коническим соплом 6, охватывающим выходное отверстие центрального канала 3 подачи газа. Угол конусности выходного сопла 6, то есть угол α между осью кольцевого сходящегося конического канала сопла 6 и осью центрального канала 3 находится в диапазоне 20°≤α≤90°.

Угол конусности внутренней стенки сопла 6 может быть отличен от угла конусности его наружной стенки.

Стенки сопла 6 могут быть выполнены в виде отрезков прямых или в виде отрезков различных гладких кривых. В последнем случае угол конусности сопла 5 определяется как угол между касательной, проведенной к криволинейной стенке в конечной (выходной) точке контура и осью канала подачи газа.

Жидкость подается в канал 5, в котором после обтекания центрального тела 2, за счет расположения кольцевого конического канала сопла 6 под углом к центральной оси насадка, водная струя смыкается. В этом месте возникает область неустойчивого равновесия, в которой любое минимальное возмущение вызовет нестационарные колебания относительно стационарного течения. Вместе с тем, поскольку вода почти несжимаема (скорость звука очень велика), то уравнения гидродинамики являются квазистационарными, и при стационарных граничных условиях течение воды всегда получается стационарным. Для обеспечения нестационарного течения воды по центральному каналу 3 подводится воздух. Поскольку течение воздуха не стационарно, границы раздела воды и воздуха становятся нестационарными, что, в свою очередь, вызывает нестационарное течение воды, при котором КПД эжекции присоединяемой окружающей среды (в данном случае воды) существенно возрастает. Воздух, подаваемый по каналу 3, раздвигает сомкнувшуюся водную струю, накапливается в ней, образуя воздушный пузырь, который, схлопываясь, увлекает за собой (эжектирует) дополнительную массу воды. Наполнение водной струи воздухом носит пульсирующий характер. Таким образом, заявленная конструкция реализует автоколебательный режим течения выходного потока.

Увеличение тяги водометного движителя при использовании насадка заявленной схемы было подтверждено экспериментально. Для эксперимента в качестве исследуемой модели был использован струйный насадок с углом α=60°. Результаты эксперимента, а именно зависимость F/F0=f(Q2/Q1), где F - сила тяги в случае Q1≠0, Q2=0; F0 - сила тяги в случае Q1≠0, Q2≠0; Q1 - расход воды; Q2 - расход воздуха, представлены на фиг.3. Эксперимент проводился для двух конкретно заданных значений Q2 (значения 1 и 2). На представленном графике ряд 1 соответствует 1-му значению Q2, ряд 2 соответствует второму значению Q2. Обе кривые, соответствующие ряду 1 и ряду 2, имеют две ветви, верхняя из которых получена при увеличении расхода воды (Q1), а нижняя при его уменьшении.

Эксперименты показали, что подача воздуха по центральному каналу 3 может привести к увеличению тяги водометного движителя в 1,2-1,8 раз по сравнению с тягой, реализуемой при отсутствии подачи воздуха.

Предлагаемое устройство струйного насадка, имея простую цельную конструкцию и обладая высокими эксплуатационными характеристиками, позволяет значительно увеличить тягу водометного движителя.

Струйный насадок водометного движителя, содержащий наружный корпус с установленным в нем центральным телом, выполненным в виде тела вращения и образующим совместно с наружным корпусом кольцевой канал подачи жидкости с выходным соплом, и канал подвода газа, отличающийся тем, что центральное тело выполнено с центральным осевым каналом, связанным на входе с каналом подвода газа, причем выходное сечение сопла охватывает выходное сечение центрального осевого канала, а осевая линия выходного сопла расположена по отношению к оси центрального осевого канала под углом 20°÷90°.
СТРУЙНЫЙ НАСАДОК ВОДОМЕТНОГО ДВИЖИТЕЛЯ
СТРУЙНЫЙ НАСАДОК ВОДОМЕТНОГО ДВИЖИТЕЛЯ
СТРУЙНЫЙ НАСАДОК ВОДОМЕТНОГО ДВИЖИТЕЛЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 252.
10.01.2013
№216.012.17dc

Способ газолазерной резки крупногабаритных деталей из композиционных материалов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способу и устройству газолазерной резки композиционных материалов. Способ включает подачу лазерного луча на обрабатываемую поверхность и соосно с лучом - технологического газа, коллимирование лазерного луча, заглубление его в обрабатываемое изделие и перемещение по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471600
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18c2

Полимерная композиция

Изобретение относится к негорючим полимерным композициям холодного отверждения и может применяться для местного упрочнения конструкций в зонах установки крепежа, заполнения пустот в деталях из полимерных композиционных материалов, заделки торцов и упрочнения участков сотовых конструкций,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471830
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18cd

Грунтовочная композиция

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к грунтовочным композициям с пониженным содержанием летучих веществ холодного отверждения, предназначенным для окраски металлических и неметаллических поверхностей, и может быть использовано в авиационной технике, в строительстве и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471841
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2454

Способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы для получения безындукционного обтекания моделей летательных аппаратов и устройство для его осуществления

Заявленная группа изобретений относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использована при проведении испытаний в трансзвуковых аэродинамических трубах. Предложен новый способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы, содержащий новую технологию получения на границах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474802
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2aa5

Способ получения конъюгата нона-β-(1→3)-глюкозида с бычьим сывороточным альбумином скваратным методом

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ синтеза конъюгата нона-β-(1→3)-глюкозида с бычьим сывороточным альбумином (БСА) скваратным методом. Первоначально осуществляют взаимодействие нона-β-(1→3)-глюкозида с диэтилскваратом. Затем проводят реакцию полученного лиганда -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476444
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b51

Износостойкий сплав на основе никеля для нанесения износо- и коррозионно-стойких покрытий на конструкционные элементы микроплазменным или сверхзвуковым газодинамическим напылением

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе никеля, используемым в качестве материала для получения износо- и коррозионно-стойких покрытий на функционально- конструкционных элементах методом микроплазменного или сверхзвукового холодного газодинамического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476616
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c2c

Способ измерения температуры поверхности конструкции резистивным чувствительным элементом, устройство для его осуществления и способ изготовления устройства

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в тепло-прочностных испытаниях авиационно-космических конструкций при определении их поверхностных температурных полей. Согласно заявленному способу для измерения температуры поверхности конструкции чувствительный элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476835
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c2d

Способ определения температурной характеристики резисторного чувствительного элемента, устройство для его осуществления и способ изготовления устройства

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытании и калибровке термометров сопротивления и тензорезисторов. Согласно заявленному способу определения температурной характеристики резисторного чувствительного элемента регистрируют температуру воздействия и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476836
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c32

Устройство для измерения звукового давления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения звукового давления. Устройство содержит датчик с емкостным чувствительным элементом с обкладками конденсатора и экранами, усилитель заряда, состоящий из операционного усилителя, резистора и конденсатора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476841
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c33

Устройство для измерения давления, температуры и теплового потока

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для одновременного измерения в заданном участке температуры, теплового потока и давления. Техническим результатом изобретения является расширение области применения, повышение информативности и точности измерения давления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476842
Дата охранного документа: 27.02.2013
Показаны записи 1-10 из 186.
10.01.2013
№216.012.17dc

Способ газолазерной резки крупногабаритных деталей из композиционных материалов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способу и устройству газолазерной резки композиционных материалов. Способ включает подачу лазерного луча на обрабатываемую поверхность и соосно с лучом - технологического газа, коллимирование лазерного луча, заглубление его в обрабатываемое изделие и перемещение по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471600
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18c2

Полимерная композиция

Изобретение относится к негорючим полимерным композициям холодного отверждения и может применяться для местного упрочнения конструкций в зонах установки крепежа, заполнения пустот в деталях из полимерных композиционных материалов, заделки торцов и упрочнения участков сотовых конструкций,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471830
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18cd

Грунтовочная композиция

Изобретение относится к лакокрасочным покрытиям, в частности к грунтовочным композициям с пониженным содержанием летучих веществ холодного отверждения, предназначенным для окраски металлических и неметаллических поверхностей, и может быть использовано в авиационной технике, в строительстве и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471841
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2454

Способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы для получения безындукционного обтекания моделей летательных аппаратов и устройство для его осуществления

Заявленная группа изобретений относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использована при проведении испытаний в трансзвуковых аэродинамических трубах. Предложен новый способ адаптации рабочей части аэродинамической трубы, содержащий новую технологию получения на границах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474802
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.246f

Способ определения запасов устойчивости рулевого привода и устройство для его осуществления

Изобретение относится к экспериментальным исследованиям приводов систем автоматического управления и предназначено для определения запасов устойчивости рулевого привода. Предлагается способ, в котором вначале снимают логарифмическую частотную характеристику участка контура электромеханической и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474829
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.27d0

Способ измерения температуры термопарами, измерительная информационная система для его осуществления и температурный переходник

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано при тепловых испытаниях конструкций для определения их поверхностных температурных полей. Заявлен способ измерения температуры термопарами, в котором располагают в районе свободных концов термопар терморезистор. Измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475712
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2aa5

Способ получения конъюгата нона-β-(1→3)-глюкозида с бычьим сывороточным альбумином скваратным методом

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ синтеза конъюгата нона-β-(1→3)-глюкозида с бычьим сывороточным альбумином (БСА) скваратным методом. Первоначально осуществляют взаимодействие нона-β-(1→3)-глюкозида с диэтилскваратом. Затем проводят реакцию полученного лиганда -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476444
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b51

Износостойкий сплав на основе никеля для нанесения износо- и коррозионно-стойких покрытий на конструкционные элементы микроплазменным или сверхзвуковым газодинамическим напылением

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе никеля, используемым в качестве материала для получения износо- и коррозионно-стойких покрытий на функционально- конструкционных элементах методом микроплазменного или сверхзвукового холодного газодинамического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476616
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c2c

Способ измерения температуры поверхности конструкции резистивным чувствительным элементом, устройство для его осуществления и способ изготовления устройства

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в тепло-прочностных испытаниях авиационно-космических конструкций при определении их поверхностных температурных полей. Согласно заявленному способу для измерения температуры поверхности конструкции чувствительный элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476835
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c2d

Способ определения температурной характеристики резисторного чувствительного элемента, устройство для его осуществления и способ изготовления устройства

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытании и калибровке термометров сопротивления и тензорезисторов. Согласно заявленному способу определения температурной характеристики резисторного чувствительного элемента регистрируют температуру воздействия и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476836
Дата охранного документа: 27.02.2013
+ добавить свой РИД