Лабораторный стенд для оценки эффективности работы дефлекторов

Название	Лабораторный стенд для оценки эффективности работы дефлекторов
Разработчик (Авторы)	Аверкин А.Г., Еремкин А.И., Аверкин Ю.А., Кулаков Н.С., Сергеев М.О.
Вид объекта патентного права	Полезная модель
Регистрационный номер	216060
Дата регистрации	16.01.2023
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства"
Область применения (класс МПК)	G01M 9/00 (2006.01) F24F 7/007 (2006.01) F24F 13/08 (2006.01) G01M 9/06 (2006.01) F23L 17/02 (2006.01)

Описание изобретения

Полезная модель относится к технике вентиляции и может быть использована при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) при разработке конструкций дефлекторов - специальных насадок, устанавливаемых на устьях вытяжных труб (шахт, воздуховодов) для увеличения тяги (воздухообмена) в системах канальной естественной вентиляции. Системы канальной естественной вентиляции повсеместно применяются в жилых помещениях, а также в других гражданских зданиях.

Работа дефлекторов основана на использовании энергии потока воздуха - ветра, который ударяясь о поверхность дефлектора и обтекая его, создает возле большей его периметра разрежение, что и усиливает вытяжку воздуха из помещений [1]. Согласно уравнению Бернулли, поток ветра, обтекая поверхность дефлектора, снижает статическое давление (атмосферное давление) в выходном сечении вытяжной трубы за счет увеличения динамического давления, что и создает в ней разрежение.

Необходимость применения дефлекторов вызвана ухудшением работы естественной вентиляции помещений особенно в теплый период года. В этой связи разработка новых конструкций и оценка эффективности работы дефлекторов является актуальной задачей.

Предлагаемой полезной моделью решается задача оценки эффективности работы дефлекторов как известных, так новых конструкций при различной скорости ветра, имитируемой в лабораторных условиях, при соблюдении основных положений теории подобия [2].

Для достижения указанного технического результата лабораторный стенд содержит вертикальный воздуховод круглого сечения с верхним фланцем для крепления дефлектора, нижняя часть воздуховода имеет наружную манжету, которая жестко закреплена с треугольной крестовиной с винтовыми втулками на концах, снабженных винтовыми стержнями, опирающихся на опорную поверхность, манжета шарнирно соединена при помощи телескопической трубы и шарниром на другом конце трубы с нанесенной линейной шкалой на ее поверхности, со стационарной рамой с установленным радиальным вентилятором, входной патрубок вентилятора расположен на одной высоте с верхним фланцем воздуховода, а выходной патрубок содержит дроссель клапан.

Схема предлагаемой полезной модели лабораторного стенда для оценки эффективности работы дефлекторов приведена на фигуре.

Позиции на фигуре обозначают:

1 - вертикальный воздуховод; 2 - фланец; 3 - наружная манжета; 4 - треугольная крестовина 5 - винтовые втулки; 6 - винтовые стержни (шпильки); 7 - телескопическая труба с нанесенной линейной шкалой на ее поверхности; 8 - шарниры; 9 - стационарная рама; 10 - радиальный вентилятор; 11 - дроссель-клапан.

Оценка эффективности работы дефлектора проводится следующим образом:

вначале задают (имитируют) определенную скорость ветра у оси вертикального воздуховода 1 путем изменения расхода воздуха, поступающего от радиального вентилятора 6 при помощи дроссель-клапана 11 или путем изменения расстояния между выходным патрубком вентилятора и осью воздуховода 1 перемещением воздуховода относительно автономной рамы 9 при помощи телескопической трубы 7, соединенной при помощи шарниров с наружной манжетой 3 и со стационарной рамой 9;

фиксируют (записывают) расстояние в метрах между выходным патрубком вентилятора 10 и осью воздуховода 1 при помощи линейной шкалы, нанесенной на поверхности телескопической трубы;

осуществляют крепление (монтаж) испытываемого дефлектора к фланцу 2 воздуховода;

при повторном включении вентилятора 6 имитируют ветровое воздействие на дефлектор;

определяют линейную скорость v (м/с) инжектируемого воздуха в вертикальном воздуховоде 1 при помощи термоанемометра, например, типа "ТКА-ПКМ-52" [3], установленного на входе в воздуховод 1.

Численное значение линейной скорости (также объемного расхода - L, м3/с) инжектируемого воздуха в воздуховоде является оценкой эффективности работы дефлектора

L=v⋅F,

где F - площадь сечения вертикального воздуховода, м2.

Таким образом, к достоинствам заявляемой полезной модели - лабораторный стенд для оценки эффективности работы дефлекторов следует отнести:

1. универсальность конструкции, возможность проводить оценку эффективности работы как известных, так новых дефлекторов при различной скорости ветра, имитируемой в лабораторных условиях, т.е. целенаправленно осуществлять опытно-констукторские работы по совершенствованию известных дефлекторов и разработку эффективных конструкций, переносить их результаты на промышленные объекты;

2. экономия материальных и финансовых средств при проведении научно-исследовательских работ по оценке эффективности работы дефлекторов.

Источники информации

1. Тихомиров К.В., Сергиенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. - М.: Стройиздат, 1991. 480 с.

2. Гухман А.А. Введение в теорию подобия: монография. М.: «Высшая школа», 1973. 296 с.

3. сайт pribori24 ТКА-ПКМ52@mail.ru

Формула полезной модели

Лабораторный стенд для оценки эффективности работы дефлекторов, содержащий вертикальный воздуховод круглого сечения с верхним фланцем для крепления дефлектора, нижняя часть воздуховода имеет наружную манжету, которая жестко закреплена с треугольной крестовиной с винтовыми втулками на концах, снабженных винтовыми стержнями, опирающихся на опорную поверхность, манжета шарнирно соединена при помощи телескопической трубы с нанесенной линейной шкалой на ее поверхности и шарниром на другом конце трубы со стационарной рамой с установленным радиальным вентилятором, входной патрубок вентилятора расположен на одной высоте с верхним фланцем воздуховода, а выходной патрубок содержит дроссель-клапан.

Изобретение "Лабораторный стенд для оценки эффективности работы дефлекторов" (Аверкин А.Г., Еремкин А.И., Аверкин Ю.А., Кулаков Н.С., Сергеев М.О.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога