SU1048101A2 - Способ термического разрушени минеральных сред сверхзвуковой струей нагретого газа - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ СРЕД СВЕРХЗВУКОВОЙ СТРУЕЙ НАГРЕТОГО ГАЗА по авт. св. № 998753, отличающийс  тем, что, с целью дальнейшего снижени  энергетических потерь и повышени  эффективности разрушени  среды за счет возбуждени  дополнительных резонансных колебаний в струе, скорость истечени  струи газа перед входом ее в резонатор путем регули ровани  устанавливают равной скорости распространени  поперечных волн (собственных колебаний) в стенках резонатора и кратной скорости распространени  звука в струе газа 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что скорость истечени  струи газа регулируют дросселированием.

Description

о

сх Изобретение относитс  к бурению, в частности к бурению с использованием тепла. По основному авт. св. № 998753 известен способ термического разрушени  минеральных сред сверхзвуковой струей нагретого газа, в соответствии с которым газовую струю пропускают через полый резонатор дл  усилени  ее колебаний и направл ют на разрушаемую среду. Дл  повышени  эффективности разрушени  резонатор перемеш,ают в продольном направлении относительно истекаюш ,ей струи газа до наступлени   влени  резонанса между колебани ми струи и собственными колебани ми разрушаемой среды , который определ ют визуальным путем по результатам разрушени  1. Устройство, с помощью которого реализуетс  известный способ, содержит газогенератор с соплом дл  формировани  истекаюш ,ей струи газа и расположенный соосно соплу полый резонатор в виде трубы, соединенной с корпусом газогенератора с возможностью осевого регулировочного перемеш,ени  относительно среза сопла. При этом резонатор соединен с корпусом газогенератор ра посредством резьбы. Целью изобретени   вл етс  дальнейшее снижение энергетических потерь и повышение эффективности разрушени  среды за счет возбуждени  дополнительных резонансных колебаний в струе. Цель достигаетс  тем, что согласно способу термического разрушени  скорость йстечени  струи газа перед входом ее в резонатор путем регулировани  устанавливают равной скорости распространени  поперечных волн (собственных колебаний) в стенках резонатора и кратной скорости распространени  звука в струе газа. При этом скорость истечени  струи газа регулируют дросселированием. В устройстве, используемом дл  реализации способа, между соплом и резонатором соосно им установлен дроссель. При этом, отверстие дроссел  выполнено криволинейной формы переменного поперечного сечени  На фиг. 1 показано устройство дл  реализации предложенного способа; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1. Устройство содержит газогенератор 1 (фиг. 1), расположенный в корпусе 2 и включающий распылитель 3 дл  горючего, камеру 4 сгорани  с соплом 5 на выходе и распределительной головкой 6 на входе, где выполнены каналы 7 дл  прохода отсекател . На корпусе 2 имеютс  выступы 8 с наружной резьбой, посредством которой удерживаетс  на корпусе 2 трубчатый резонатор 9, установленный соосно соплу 5 на выходе из него. Собственно резонатор 9 состоит из трубы 10 и торцовой крышки 11 с отверстием 12. При вращении резонатора 9 он может перемещатьс  по резьбе выступов 8 вдоль корпуса 2. Между соплом 5 и резонатором 9 соосно им размещен дроссель 13, служащий дл  регулировани  скорости истечени  струи газа при входе ее в резонатор 9. Дроссель 13 представл ет собой фланец 14, в котором выполнено сквозное фигурное отверстие 15. Ширина отверсти  15 измен етс  по его длине. Фланец 14 крепитс  к корпусу 2 при помощи двух винтов 16 (фиг. 1), при этом с одной стороны фланца в месте его креплени  к корпусу 2 выполнен криволинейный паз 17 (фиг. 2). Способ осуществл етс  следующим образом . Образующиес  в камере 4 сгорани  газообразные продукты истекают через сопло 5 в виде сверхзвуковой газовой струи с широким спектром колебаний различной частоты и случайным распределением во времени. Поворачива  дроссель 13 вокруг оси (левый винт 16 на фиг. 2), регулируют скорость истечени  газовой струи из сопла 5. При этом фигурное отверстие 15 перекрывает сопло 5. Сечение отверсти  15 выполнено таким образом , что в одном из крайних положений оно равно диаметру сопла 5, а в другом крайнем положении перекрывает его на 80°/о. Увеличением или уменьшением скорости истечени  струи достигают кратного соответстви  между вынужденной скоростью истечени  газа, скоростью свободного распространени  звука в струе и скоростью распространени  поперечных волн в стенках резонатора 9, им возбуждают резонансные колебани  струи и стенок резонатора на одной из собственных частот, совпадающей по частоте и фазе с собственными колебани ми частиц минеральной среды в массиве. Скорость звука в газовой струе составл ет 450- 500 м/с. Измен   поперечное сечение дроссел  13путем его перемещени , скорость газовой струи можно получить равной 1000- 1500 м/с. Така  скорость  вл етс  кратной скорости звука в газовой струе (кратность 2-3) и равна скорости поперечных волн в стенках резонатора. Дл  введени  газовой струи в режим наиболее устойчивого пульсирующего горени  и усилени  резонансных колебаний резонатбр 9 перемещают в продольном направлении относительно корпуса 2 до образовани  в резонаторе 9 полуцелого числа сто чих волн с максимальной амплитудой колебаний на выходе резонатора. Услови  резонанса получают при соблюдении кратного соответстви  между скоростью вынужденного истечени  газовой струи и скоростью свободного распространени  звуковых волн в газовой струе. В данном случае резонансные колебани  в стенках резонатора 9 возбуждаютс  от подвижных нагрузок как источников возмущени  при условии, что скорость вынужденного перемещени  равна или превыщает в целое число раз скорость свободного распространени  возмущений. Создание резонансного режима в газовой струе, вход щей в резонатор, исключает потери на внутреннее трение в струе и на трение струи о стенки камеры сгорани  и сопла. Резонансный режим истечени  газовой струи

из сопла позвол ет увеличить КПД с 10- 11 до 25-30%. В результате увеличиваетс  производительность разрушени .

BUA и

16

Claims (2)

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО

РАЗРУШЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ СРЕД СВЕРХЗВУКОВОЙ СТРУЕЙ НАГРЕТОГО

ГАЗА по авт. св. № 998753, отличающийся тем, что, с целью дальнейшего снижения энергетических потерь и повышения эффективности разрушения среды за счет возбуждения дополнительных резонансных колебаний в струе, скорость истечения струи газа перед входом ее в резонатор путем регулирования устанавливают равной скорости распространения поперечных волн (собственных колебаний) в стенках резонатора и кратной скорости распространения звука в струе газа

2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что скорость истечения струи газа регулируют дросселированием.

Фиг.1