Спосіб очищення внутрішньої поверхні трубопроводу

Изобретение относится к области водоснабжения и водоотведения, а конкретно, к способам очистки внутренней поверхности трубопроводов от загрязнений, может быть использовано для очистки напорных и самотечных трубопроводов, лотков, каналов, гидротехнических туннелей, камер насосных станций и други х емкостных сооружений. Существует способ очистки внутренней поверхности трубопроводов пневмовзрывом, заключающийся в воздействии на отложения трубопровода ударных волн жидкости, генерируемых истечением сжатого воздуха за весьма короткий промежуток времени (0,001-0,015 с) [1]. Недостатком указанного способа является то, что часть энергии потока, истекающего из сопел пневмопатрона, затрачивается на вихреобразование и не совершает полезной работы (на срезе сопла давление критическое и, следовательно, скорость истечения - звуковая). Вследствие этого эффективность очистки снижается. Изобретение направлено на повышение э ффективнос ти очис тки за счет более, полного использования энергии сжатого воздуха. Поставленная задача решается тем, что воздушным струям, истекающим из сопел пневмопатрона, сообщается сверхзвуковая скорость благодаря наличию у пневмопатрона сопел Лаваля. При этом каждый пневмопатрон, максимально использующий энергию воздуха, работает в строго определенном режиме по давлению и расходу сжатого воздуха. Пример реализации способа. Производят очистку трубопровода диаметром 1000 мм от весьма твердых отложений. Очистку производят пневмопатроном с выхлопными отверстиями, выполненными в виде сопел Лаваля, при давлении воздуха перед ними 20 МПа. Очистку производят следующим образом. Трубопровод заполняют водой. Патрон вводят через специальное отверстие или колодец в трубопровод и осуществляют пневмовзрыв с указанными параметрами. Под действием струи воздуха отложения разрушаются, максимальный диаметр частиц при этом от 1 до 20 мм. Вынос этих частиц в отстойник осуществляется потоком воды, скорость которого за счет аэрации увеличивается в несколько раз. Расчет сопла Лаваля: Исходные данные: Рр = 20 МПа - рабочее давление воздуха; Тр = 293 К - абсолютная температура воздуха; Gp = 14,4 кг/с - массовый расход воздуха; Ро = 0,1 МПа - внешнее давление воздуха. Примечание: При расчете используем газодинамические функции: П - отношение давления изотропно движущегося газа в данном сечении к давлению торможения. 0,1 П= = 0,05 20 l - отношение скорости изоэнтропно движущегося газа к критической скорости w l = l = f (П) = 2,16 (по газодинамическим таблицам) а q - отношение массовой скорости w p изоэнтропно текущего потока к массовой скорости этого потока в критическом сечении. q = f(П) = 0,0795 (по газодинамическим таблицам) 1. Критическая скорость к RT = 313 м / с к +1 к - коэффициент адиабаты = 1,4; R -газовая постоянная. 2. Площадь критического сопла Лаваля Ga 14,4 × 313 fкр = = = 306 мм2 кп × ро 1,4 × 0,528 × 20 × 106 3. Диаметр критического сопла Лаваля. a= 2 d кр = 113 f ' кр = 1,13 51 0 = 8,06 мм2 , , fкр 306 = = 51мм ) 6 6 4. Отношение выходного сечения сопла Лаваля к критическому fкр f1 1 51 = ; f1 = = = 148,99 мм2 fкр q q 0,3423 5. Диаметр выходного сечения сопла Лаваля (площадь одного сопла f 'кр = d = 113 148,99 = 13,8 мм , 6. Длина сопла d1 - dкр 13,8 - 8,06 I= = = 13,6 мм 2tga 2 × 0,21 7. Скорость истечения воздуха из сопла w = l а = 2,16 × 313 = 676,08 м / с 8. Динамическое давление воздуха Dp = v2 456976 2 r= × 1,2 = 274185 H / м 2 2 Применение заявляемого способа позволяет значительно сократить объем капитальных и текущи х ремонтов сооружений систем водоснабжения и водоотведения, уменьшить трудозатраты, снизить расход труб для промышленных и коммунальных предприятий примерно на 30%.