DE3520772A1

DE3520772A1 - Mischvorrichtung

Info

Publication number: DE3520772A1
Application number: DE19853520772
Authority: DE
Inventors: Ralf Dipl.-Ing. 4630 Bochum Wehrlein
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1985-06-10
Filing date: 1985-06-10
Publication date: 1986-12-11

Description

Mischvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung mit einem oder mehreren Mischkörpern nach dem Prinzip des Delta-Flügels mit zwei Abrißkanten in einem Strömungskanal.
Mischvorrichtungen dieser Art werden insbesondere für Kühltürme an Kraftwerken vorgeschlagen und ausführlich beschrieben in den deutschen Patentanmeldungen 2 911 873, 2 925 461, 2 925 462, 3 023 982 und 3 043 239. In allen diesen Anmeldungen werden nur symmetrische Delta-Flügel dargestellt und beschrieben und zum Teil auch ausdrücklich beansprucht. Auch in der Dissertation: "Untersuchung periodischer Wirbelablösungen und Kräfte an schlanken scharfkantigen Körpern" von Eckhard Huthloff aus dem Jahre 1972 an der Fakultät für Maschinenwesen der Technischen Universität Hannover wird nur über Untersuchungen an symmetrischen Körpern berichtet.
In Versuchen hat sich gezeigt, daß symmetrische Delta-Flügel an ihren beiden Abrißkanten zwei symmetrische Wirbel erzeugen, die sich jeweils gut durchmischen, aber kaum Massen untereinander austauschen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Mischvorrichtung mit dem geringen Druckverlust des Delta-Flügels, aber mit einer besseren Durchmischung.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Mischvorrichtung nach dem ersten Anspruch vorgeschlagen. Im Versuch ergab sich folgendes: Aufgrund der Geometrie der asymmetrischen Delta-Flügel bildeten sich zwei verschieden große Wirbel aus. Von der größeren Hälfte des Flügels strömt ein Teil des Wirbels auf die andere Hälfte. Dort wird er mit dem schneller rotierenden Wirbel vermischt. Die Wirbelkerne der Doppelwirbel bleiben aber erhalten. Hinter dem Flügel vermischen sich die Randzonen der beiden Wirbel untereinander. Aufgrund derEigenrotation vermischt sich jeder Wirbel selbst, aber durch die in benachbarten Wirbeln unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten vermischen sich die Wirbel auch untereinander.
Im 2. Anspruch wird vorgeschlagen, daß die Rückseite des Delta-Flügels die Form leines ungleichschenkeligen Dreiecks darstellt. Dabei erwies es sich als zweckmäßig, wenn die der Strömung entgegengerichtete Spitze des Dreiecks etwa auf einem Drittel der Breite dieses Dreiecks angeordnet war.
Im 3. Anspruch wird ein gleichschenkeliges Dreieck vorgeschlagen, das aber unsymmetrisch angeordnet ist. Auch hier kann die der Strömung entgegengerichtete Spitze des Dreiecks etwa auf einem Drittel seiner Breite quer zur Strömungsrichtung angeordnet werden.
Im 4. Anspruch wird ein Mischkörper vorgeschlagen, der aus einer ebenen oder leicht gewölbten Dreiecksfläche besteht. Dieser Mischkörper hat eine ähnliche Wirkung wie ein räumlicher Delta-Flügel, ist aber aus einem Blech leichter herzustellen und kann mit einer einzigen Schweißnaht an der Basis des Dreiecks mit der Kanalwand verbunden werden. Die leicht gewölbte Dreiecksfläche ist strömungstechnisch von ähnlicher Bedeutung, hat aber, statisch betrachtet, besondere Vorteile. In beiden Fällen ist von Bedeutung, daß die Abrißkanten, soweit fertigungstechnisch machbar, scharfkantig ausgebildet werden.
Im 5. Anspruch wird vorgeschlagen, daß ein oder mehrere asymmetrisch angeordnete Delta-Flügel an der Innenseite eines runden oder eckigen Strömungskanals angeordnet sind, Da sich in Strömungsrichtung hinter diesen Delta-Flügeln Wirbelzonen bilden, die sich etwa kegelförmig erweitern, so genügen einige wenige Delta-Flügel am Umfang, um eine ausreichende Druchwirbelung und Vermischung zu erzielen. Die Mitte des Strömungskanals kann für Montage- und Handhabungszwecke freibleiben von jeglichen Einbauten.
Die Figuren 1 bis 5 zeigen mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Figur 1 zeigt die Ausbildung von unterschiedlichen Wirbeln auf der Rückseite eines geschnitten daraestellten Delta-Flügels.
Figur 2 zeigt in Strömungsrichtung betrachtet einen Querschnitt durch einen kreisrunden Strömungskanal mit 4 über den Umfang verteilten asymmetrischen und räumlichen Delta-Flügeln, die mit einer Seite an der Kanalwand anliegen.
Figur 3 zeigt einen Längsschnitt durch Figur 2.
Figur 4 zeigt ähnlich wie in Figur 2 vier über den Umfang verteilte Delta-Flügel, die jeweils aus einem ebenen, gleichseitigen Dreieck bestehen, das mit seiner Basiskante asymmetrisch an der Kanalwand befestigt ist.
Figur 5 zeigt ähnlich zu Figur 3 einen Längsschnitt durch Figur 4.
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Claims

Mischvorrichtung Patentansprüche 1. Mischvorrichtung mit einem oder mehreren Mischkörpern nach dem Prinzip des Delta-Flügels mit zwei Abrißkanten in einem Strömungskanal, dadurch gekennzeichnet, daß diese Delta-Flügel asymmetrisch zur Längsachse des Strömungskanals angeordnet sind.
2. Mischkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Rückseite die Form eines ungleichschenkeligen Dreiecks darstellt.
3. Mischkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Rückseite die Form eines gleichschenkeligen Dreiecks hat, aber seine Symmetrieebene zu einer durch seine Spitze gehenden Radialebene des Strömungskanals einen Winkel bildet.
4. Mischkörper nach Anspruch 1, aadurch gekennzeichnet, daß er aus einer ebenen oder leicht gewölbten Dreiecksfläche besteht.
5. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere asymmetrisch angeordnete Delta-Flügel an der Innenseite eines runden oder eckigen Strömungskanals angeordnet sind.