Устройство для повышения эффективности дымовых труб

Предлагаемая полезная модель относится к области строительной аэродинамики и ко многим другим отраслям народного хозяйства, в которых возникает необходимость удаления вредных примесей в атмосферу (теплоцентрали, атомные электростанции, различные химические производства и пр.).

Предлагается использовать бесплатную энергию ветровых потоков с тем, чтобы образовать спутные потоки около восходящей струи дыма, которые повышают дальнобойность струи дыма, способствуют более высокому ее подъему, уносу, перемешиванию и рассеянию.

Для создания этих спутных потоков с наветренной стороны дымовой трубы располагают лист из твердого материала по форме близкого к равнобочной трапеции под углом 30°-70° к оси трубы, на боковых сторонах листа создают перпендикулярные к его плоскости направляющие с высотой порядка диаметра трубы, верхнее основание листа, с длиной порядка диаметра трубы, прикрепляют вплотную к стенке трубы вблизи ее верхнего конуса, нижнее основание листа, длиной порядка 10 диаметров трубы, прикрепляют вплотную к крыше сооружения.

Заявляемая полезная модель относится к области строительной аэродинамики и ко многим отраслям народного хозяйства, в которых возникает необходимость повышения эффективности дымовых труб и ряда других устройств, удаляющих вредные примеси в атмосферу.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели относится устройство, в котором эффективность дымовых труб в экстренных ситуациях повышается за счет подогрева тэнами выходящих дымовых потоков [1].

Недостатком этого устройства является его большая энергоемкость.

Заявляемая полезная модель направлена на уменьшение энергоемкости дымовых труб.

Указанный результат достигается тем, что с наветренной стороны дымовой трубы располагают лист из твердого материала по форме близкого к равнобочной трапеции под углом 30°-70° к оси трубы, на боковых сторонах которого создают перпендикулярные к его плоскости направляющие, с высотой порядка диаметра трубы, верхнее основание листа, с длиной порядка диаметра трубы, прикрепляют вплотную к стенке трубы на расстоянии порядка диаметра трубы от ее верхнего конца, нижнее основание листа, длиной порядка 10 диаметров трубы, прикрепляют вплотную к крыше сооружения.

Отличительными признаками заявленного устройства являются:

- расположение с наветренной стороны дымовой трубы листа из твердого материала по форме, близкого к равнобочной трапеции, под углом 30°-70° к оси трубы;

- создание на боковых сторонах листа перпендикулярных к плоскости направляющих с высотой порядка диаметра трубы;

- укрепление верхнего основания листа с длиной порядка диаметра трубы вплотную к стенке трубы на расстоянии порядка диаметра трубы от ее верхнего конуса;

- закрепление нижнего основания листа длиной порядка 10 диаметров трубы вплотную к крыше сооружения.

Расположение с наветренной стороны дымовой трубы листа из твердого материала по форме, близкого к равнобочной трапеции приводит к созданию спутного потока вблизи поднимающейся струи дыма, который увеличивает высоту подъема дыма и способствует более эффективной работе дымовой трубы.

Создание на боковых сторонах листа перпендикулярных к его плоскости направляющих с высотой порядка диаметра трубы для набегающего ветрового потока препятствует растеканию спутного потока и усиливает его в области близкой к дымовой трубе.

Укрепление верхнего основания листа с длиной порядка диаметра трубы вплотную к стенке трубы на расстоянии порядка диаметра трубы от ее верхнего конца способствует использованию стенки дымовой трубы в качестве вертикальной направляющей и ликвидации отрывных завихренных зон при набегании ветрового потока, которые могут резко понизить тягу дымовых труб.

Закрепление нижнего основания листа длиной порядка 10 диаметров трубы вплотную к крыше сооружения организует захват значительной части ветрового потока не только вблизи самой дымовой трубы и использует его энергию для организации более интенсивных спутных потоков.

Сущность устройства поясняется чертежом, представленным на фиг.1 и фото 1-2, а также нижеследующим описанием.

На фиг.1 представлена схема устройства.

Дымовая труба обозначена цифрой 1, цифрой 2 обозначен лист из твердого материала по форме близкой к равнобочной трапеции, цифрой 3 - вертикальные пластины, прикрепленные к боковым сторонам листа перпендикулярно к его плоскости, цифрой 4 - крыша сооружения. Стрелками показано направление воздушных потоков.

Пример.

Проверка достижения заявленного технического результата осуществлялась опытным путем (фото 1-2). На фото 1 представлена обычная дымовая струя, поднимающаяся в отсутствии предлагаемых насадков. Опыты проводились на модели в аэродинамической трубе Института механики МГУ. На фото 2 показан подъем той же дымовой струи в том же ветровом потоке, но с рассматриваемой насадкой в виде равнобочной трапеции.

Представленные фотографии подтверждают работоспособность данного устройства. Фактически с насадкой дымовая струя поднимается примерно вдвое выше, чем без насадки.

Физическое объяснение обнаруженного эффекта связано с тем, что предложенные насадки перераспределяют набегающий ветровой поток и способствуют образованию спутных течений вблизи дымовой струи, а наличие спутных течений способствует повышению дальнобойности дымовой струи, ее большому подъему, лучшему сносу, перемешиванию и рассеиванию в окружающем воздухе.

Предлагаемое устройство особенно эффективно может использоваться в случае защиты от дыма пространства с одной стороны от дымовой трубы. Например, если в этой зоне находятся жилые постройки, зона отдыха и т.д. Кроме того, в некоторых случаях может быть некоторое преобладающее направление в розе ветров. Дешевизна комплектующих, обеспечивающих работу устройства, его простота и надежность дает большие выгоды при его использовании в широком классе задач. Особенно существенно «бесплатное» использование энергии ветрового потока. В качестве насадки в некоторых случаях частично может быть использована сама крыша сооружения.

Источники информации:

1. Дымовая труба. Авторское свидетельство 1737226. 1992. Герценштейн С.Я., Некрасов И.В., Сухоруков А.Н.

Устройство для повышения эффективности дымовых труб, отличающееся тем, что с наветренной стороны дымовой трубы располагают лист из твердого материала, по форме близкого к равнобочной трапеции, под углом 30-70° к оси трубы, на боковых сторонах листа создают перпендикулярные к его плоскости направляющие с высотой порядка диаметра трубы, верхнее основание листа с длиной порядка диаметра трубы прикрепляют вплотную к стенке трубы на расстоянии порядка диаметра трубы от ее верхнего конца, нижнее основание листа длиной порядка 10 диаметров трубы прикрепляют вплотную к крыше сооружения.