[发明专利]一种管道截面突变处磁性液体减阻装置

说明书

技术领域

本发明属于管道截面突变处磁性液体减阻装置，特别适用于石油化工管道运输领域。

背景技术

目前由于管道截面的突变使管内流体在突变处形成旋涡而造成的能量损失问题尚没有得到很好的解决。这样一来，在管道运输的过程中，管内流体的动能会由于流体微团的碰撞和旋涡作用而转化成热能耗散，造成了能量的损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：在石油化工领域的管道运输过程中，由于管道截面突变而造成局部能量损失的问题。

本发明解决其技术问题的技术方案：

一种管道截面突变处磁性液体减阻装置，该装置包括：第一环形导磁板、永久磁铁、第二环形导磁板、磁性液体、变截面接头。

N个圆柱形永久磁铁沿第二环形导磁板的圆周均布排列，第一环形导磁板和第二环形导磁板与管道的连接处用胶粘为一体。

变截面接头的两端为法兰端面；磁性液体注入到变截面接头的截面突变处。

所述的式中R为永久磁铁的中心到第二环形导磁板中心的距离，r为永久磁铁的半径。

当管道截面突然扩大时，管中的流线是逐渐扩散的，因而在管壁的拐角处形成旋涡，由于旋涡要靠主流带动旋转，因此，旋涡运动必然要消耗流体能量，从而流体动能转化成热能而耗散。本装置中的磁性液体在磁场的作用下被吸附在截面突变处，阻碍了旋涡的形成。

本发明的有益效果：

由于磁性液体的缓冲作用，有效的避免了由于管道截面的突变而形成的旋涡，这样就使得流体在流动过程中由于管道截面突变而造成的局部能量损失大大减小。

附图说明

图1管道截面突变引起截面突变处流体旋涡示意图。

图2一种管道截面突变处磁性液体减阻装置结构图。

图3一种管道截面突变处磁性液体减阻装置结构图A-A剖视图。

图中：第一环形导磁板1、永久磁铁2、第二环形导磁板3、磁性液体4、变截面接头5。

具体实施方式

以附图为具体实施方式对本发明作进一步说明：

一种管道截面突变处磁性液体减阻装置，如图2、3所示，该装置包括：第一环形导磁板1、永久磁铁2、第二环形导磁板3、磁性液体4、变截面接头5。

N个圆柱形永久磁铁2沿第二环形导磁板3的圆周均布排列，第一环形导磁板1和第二环形导磁板3与管道的连接处用胶粘为一体。

变截面接头5的两端为法兰端面；磁性液体4注入到变截面接头的截面突变处。

所述的式中R为永久磁铁2的中心到第二环形导磁板3中心的距离，r为永久磁铁2的半径。

第一环形导磁板1、第二环形导磁板3和变截面接头5的材料选用导磁良好的1Cr13材料，因为1Cr13材料磁导率高，使磁路中的磁通量更大。

永久磁铁2的材料选用钕铁硼材料，因为钕铁硼产生的磁场强度高，能够保证磁性液体被有效吸附在管道截面突变处。

磁性液体4选用脂基Fe₃O₄磁性液体，因为此磁性液体饱和磁化强度高，能够满足应用需要。

使用实例：

常温下取细管直径50mm，粗管直径100mm，磁性液体为脂基Fe₃O₄磁性液体，永久磁铁2选用钕铁硼材料，尺寸规格为Φ20mm*8mm，共40个，沿第二环形导磁板3的圆周均布排列；第一环形导磁板1内径为Φ70mm，外径为Φ150mm，厚度为10mm；第二环形导磁板3内径为Φ100mm，外径为Φ150mm，厚度为10mm。

取40L水，未安装管道截面突变处磁性液体减阻装置时，流经管道的平均时间为18.36s；安装后，流经管道的平均时间为16.67s。可知安装管道截面突变处磁性液体管道减阻装置后，液体在流动过程中能量的局部损失减少，使得液体在经过管道截面突然变大的区域后能够保持较前者更大的速度，因此用时更少。