Способ ускорения жидкости

О П И С А Н И Е 28 О 39ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Саеетскин Социалистические РеспубликПК Е 21 с 25/60 Е 21 с 45/00ДК 617.9,15/25(088.8 коиитет па делам изобретений и открытий при Спеете Министров СССРпорите Опубликовано 03.1 Х,1970, Бюллетень28Дата опубликования описания 13.Х 1,1970 вторзобретения Л. П, Козлов Заявитель УСКОРЕН ДКОСТИ за в вдол врез т,д,ле после удара поршемещенип поршня от а - а) в жидкости а сжатия, состоящая.ежВця о жисечениягакже ф вающемся каца кость (при пе 1 - а до сечениярмир ется вол Известен способ ускорения кидкости преооразованием волн сжатия, формируемых, например, путем удара поршня о жидкость.Отличительная особенность предлагаемого способа заключается в том, что волну сжатия 5 направляют вдоль сухкивающегося канала и преобразуют ее в пем до тех пор, пока энергия единицы массы истекающей жидкости будет оольше энергии единицы массы в зоне формирования волны. Это обеспечивает увеличение 10 динамического воздействия струи за счет концентрации энергии.Сущность предлагаемого спосооа поясняется принципиальной схемой, изображенной на фиг. 1.15Поршень 1, движущийся вдоль цилиндра 2 с большой скоростью, достигает сечения а - а и наносит удар по жидкости, заполняющей за этим сечением суживающийся канал 3. С момента пх соуларения по жидкости распростра цяется волна сжатия в направлснии слева направо. Одновременно по поршню в обратном направлении тоже распространяется волна сжатия. Эта волна, достигнув левого конца поршня, отразится от нсго и в виде волны раз реженпя станет распространяться в обратном направлении, Достигнув правого торца поршня, волна разрежения вновь сменится волной сжатия (хотя и меньшей интенсивности), распространяющейся справа налево и т. д, до тех 30 пор, пока поршень не остановится полностью,В случае, если заполняемый жидкостью капал цилиндрической формы, то, пока вдоль поршня распространяется первая пара волн (сжатия и разрежения), по жидкости бежит волна сжатия постоянной интенсивности. Как только вдоль поршня станет распространяться трстья волна, параметры волны сжатия в жидкости резко изменятся: упадет давление, уменьшится скорость движения жидкости.В начале распространения вдоль поршня пятой волны снова резко изменятся параметры волны сжатия, распространяющейся вдоль какала и т. д.Следовательно, в результате удара, вдоль цилиндрического канала, заполняемого жидкостью, распространяется волна сжатия, состоящая из отдельных, примерно одинаковой длины У примыкающих друг к другу частей илп ступеней, с резко отличительными параметрами.Первая ступень волны сжатия образуетсяремя распространения первой пары волн ь тяжелого поршня, вторая ступень - за я распространения второй пары волн ииз ряда частей, каждая из которых возникает за время распространения одной пары волн вдоль поршня, как это описано выше, По мере распространения в суживающемся канале волны сжатия от большого его сечения к меньшему протекает непрерывный процесс преобразования этой волны, обусловленный силовым взаимодействием между стенками канала и движущейся в нем жидкостью, которая сопротивляется быстрому изменению своей формы. В результате такого взаимодействия часть жидкости, по которой пробегает волна впереди (по движению) некоторого граничного слоя (фронтовая область), непрерывно ускоряется, в то время как движение жидкости, находящейся позади граничного слоя (тыловая область), непрерывно тормозится, причем ускорение возрастает по мере удаления от граничного слоя к фронту волны и падает по мере удаления от граничного слоя в обратном направлении. Благодаря этому при приближении фронта волны к выходному сечению канала расположенная вблизи него жидкость испытывает большое ускорение и выорасывается из суживающегося канала со скоростью большей, чем скорость в зоне волны.сжатия при ее формировании. Например, при давлении в зоне формирования волны, равном 1000 ата или менее (в зависимости от величины площади входного сечения). динамическое давление порции жидкости, выбоасываемой из волнового канала, может достигать 100 тыс. ата и более.Независимо от способа образования волны сжатия ее длина не должна превышать длину волнового канала, поскольку параметры той части волны, которая находится вблизи входа в волновой канал, мало влияют на ускорение жидкости во фронтовой части волны, если последняя находится вблизи выходного сечения канала.Применительно к случаю образования волны сжатия путем удара поршня (см. фиг. 1) следует рекомендовать минимальную длину канала, в котором бы укладывалось 3 - 4 ступени волны. Такая рекомендация основана на том, что энергия тяжелого поршня во время его удара о жидкость в основном аккумулируется в первых трех ступенях волны сжатия, Четвертая и последующие ступени несут уже незначительную долю энергии,Предлагаемый способ позволяет осуществить не только концентрацию энергии, но и обратный процесс. Если направлять волну сжатия от меньшего к большему сечению суживающегося канала, то по мере приближения волны к выходу ее энергия будет рассосредотачиваться.Волны сжатия можно формировать не только в объеме, из которого они направляются в суживающийся канал.На фиг. 2 изображена принципиальная схема гидропульсора, работа которого основана на использовании предлагаемого спосооа ускорения жидк сти.В конфузорном канале 1, заканчивающемся цилиндрическим участком 2, волны сжатия создаются путем удара о жидкость тяжелого поршня 3, движущегося в корпусе 4, который образует полость 5 и рабочую камеру б. Поршень 3 разгоняется за счет расширения сжатого газа в объеме 7 (в ресивере), Газ передает свое действие через поршень 8, движущийся в цилиндре 9, на жидкость, заполняющую рабочую камеру б. Под действием сжатого газа тяжелый поршень 3 движется с ускорением до тех пор, пока не достигнет поверхности 10, от которой начинается заполненный жидкостью цилиндрический участок 11, являющийся продолжением полости 5 и переходящий в волновой канал 1. Достигнув поверхности 10, поршень наносит удар по жидкости, образуя волну, распространяющуюся вдоль конфузорного канала.После каждого цикла осуществляется взвод тяжелого поршня против сил давления газа в ресивере, передающихся через подвижный поршень на жидкость в рабочей камере. Одновременно насосом 12 через обратный клапан 13,восполняется расход жидкости из волнового канала за время цикла,Смонтированный на штоке 14 и совершающий возвратно-поступательное движение от привода 15 гидрозахватный механизм, состоящий из цилиндра 1 б и обратного клапана 17, набегает на головку 18 тяжелого поршня во время подхода к крайнему правому положению. При этом из образовавшейся камеры 19 жидкость вытесняется через обратный клапан 17. Как только шток начинает перемещаться влево, обратный клапан 17 захлопывается, в камере 19 создается разрежение, и под давлением жидкости со стороны рабочей камеры б на головку 18 поршня последний перемещается влево (взводится) до тех пор, пока каналы 20 на тяжелом поршне не войдут в камеру б, С этого момента давление в камере 19 выравнивается с давлением в рабочей камере б, благодаря чему сила, приложенная к головке поршня, исчезает и появляется сила, которая перемещает тяжелый поршень вправо, Под действием этой силы поршень выходит из гидрозахватного механизма и движется к месту удара, т, е. к поверхности 10, от которой начинается волновой канал, заполненный жидкостью. После удара тяжелый поршень садится на выступ 21, расположенный в начале волнового канала, прижимаясь к этому выступу силой давления в камере б. После этого цикл повторяется. 60 65 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Предмег изобретения Способ ускорения потока жидкости преобразованием волн сжатия, формируемых, например, путем удара поршня о жидкость, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью концентрации энергии жидкости для увеличения динамиче280395 Йочепае Редактор Каранов орректор О, 6. Тюрина.ране каз 329115 Тираж 480 ПодписноеНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совеге Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4 г 5 ипография,Сапунова ского воздействия струи, волну сжатия направляют вдоль суживающегося канала и преобразуют ее в нем до тех пор, пока энергия единиоставитель Иехред 3. Н. цы массы истекающей жидкости будет большеэнергии единицы массы в зоне формированияВОЛНЫ.