Прямоток, значение количества и размера отверстий перфорации

Home &nbsp / &nbspПрямоточная выхлопная &nbsp / &nbsp
Что такое прямоточная выхлопная система и что дает прямоток на машине?

Что такое прямоточная выхлопная система и что дает прямоток на машине?

Сделать свой автомобиль лучше, что может быть интересней, особенно если это затрагивает не только внешние улучшения, но и улучшает ходовые характеристики. Одним из самых простых и относительно бюджетных вариантов достичь комплексного эффекта является полная или частичная модернизация выхлопной системы авто (тюнинг). С этой целью следует установить прямоточный глушитель вместо стандартной заводской детали — стокового глушителя. Что такое прямоток и что он даёт, об этом речь и пойдет ниже.

Если вы приобретете полноценный спортивный глушитель, то можете рассчитывать на следующие эффекты:

некоторый прирост полезной мощности (величина прироста очень зависит от разных факторов);
изменение звучания работы двигателя на низкий, приятный, как бы спортивный тембр;
стайлинг (улучшение внешнего вида вашего автомобиля), который достигается за счет оригинальной насадки на выхлопную трубу глушителя, изготовленную из отполированной нержавеющей стали, и имеющей интересный дизайн;
увеличение срока жизни системы выхлопа, (при установке качественных комплектующих, которые куда чаще встречаются именно в спортивном исполнении).

Согласитесь, то, что дает прямоточная выхлопная система, звучит достаточно привлекательно. Да и популярность у автолюбителей на установку именно такого выхлопа возрастает. Это характерно для любых автомобильных марок, как отечественных, так и зарубежных.

Что значит прямоточный глушитель?

Прежде чем ответить на вопрос, прямоточный глушитель, что это? Наверно стоит вкратце написать, что значит стандартный, стоковый, заводской глушитель и выхлопная система в целом.

У выхлопной системы автомобиля несколько важных функций:

компенсация звуковой волны, возникающей во время детонации топливной смеси в камере сгорания, до приемлемого уровня для человеческого слуха;
отвод выхлопных газов от камер цилиндров, после их сгорания;
ступенчатое охлаждение сгоревших газов, прежде чем они покинут пределы автомобиля;
предохранение водителя и пассажиров от действия отравляющих газов, возникающих при работе двигателя;
снижение уровня токсичности выбрасываемых в атмосферу выхлопных газов;
создание резонансных зон разряжения в коллекторе, для улучшения выпуска сгоревших газов и оптимизации наполнения камеры сгорания новой порцией топливной смеси.

Самыми важными для нашей темы являются первый и последний пункты. Важно также заметить, что снижение уровня токсичности выхлопных газов достигается за счет работы (при его наличии) катализатора, а точнее каталитического нейтрализатора, специальной детали в выхлопе, которая позволяет разложить еще в процессе движения отработанных газов по выхлопу, особо вредных веществ на менее вредные и безвредные.

Теперь о глушителе, он выполняет только две функции: глушение звуковой волны и вывод остывших отработанных газов за пределы автомобиля в окружающую среду. Здесь нас будет интересовать только первая функция.

В стоковых, заводских глушителях компенсация звука осуществляется при помощи системы камер и «зеркал», которые многократно отражают, задерживают, перераспределяют, преломляют и рассеивают звуковую волну (см. картинку). Раздробленная таким образом волна звука на выходе получается вполне приемлемой для нашего слуха, а в некоторых случаях удается достичь ощутимой тишины при малых оборотах двигателя. Так вот звук в спортивном глушителе гасится совершенно другим способом.

Звуковая волна эффективно компенсируется всеми этими камерами, «зеркалами» и отражателями, однако вслед за ней, и по этому же маршруту движется поток отработанных газов, который встречает на своем пути резкое сопротивление и препятствие. В результате возникает «затор» и появление эффекта сопротивления основному движению газов в выхлопной системе. Такое явление носит название противоток. Именно противоток не позволяет в должной мере и эффективно освобождать камеру сгорания от сгоревших газов, что приводит к уменьшению полезной мощности, а самым значимым его генератором является заводской вариант глушителя.

Чем лучше прямоточный глушитель? Прямоток дает возможность избежать появления противотока или же позволяет свести его к минимуму.

Как устроен прямоточный глушитель?

Прямоточный глушитель состоит внутри банки (в невидимой глазу части изделия) из сквозной, сплошной перфорированной трубы, имеющей большое количество отверстий разного диаметра и размера. Такая труба заворачивается в специальный термостойкий и износостойкий изоляционный материал, который исполняет роль поглотителя звуковой волны. Звук, проходя через отверстия перфорации разного диаметра и размера, преломляется и компенсируется в изоляционном материале.

Что дает прямотоку такое строение:

достаточно высокий уровень компенсации звука;
отсутствие явления противотока;
появление низкочастотных, спортивных ноток в звуке работы двигателя (не дает прямоточный выхлоп такого же эффекта, как стандартный глушитель по уровню гашения шума, хотя можно ли считать это недостатком?)

В результате прямоток дает возможность лучше отводить отработанные газы от двигателя, такое его свойство напрямую используется в спорте. На гоночные автомобили устанавливается спортивная выхлопная система такого же типа, правда в более агрессивном варианте.

Сколько мощности дает прямоток?

Чтобы ответить на вопрос, сколько прямоток дает мощности, следует понимать, что полезная мощность двигателя зависит от множества факторов. Если вы решите установить спортивный глушитель, но при этом не будете модернизировать выхлопную систему совершенно, а также некоторые компоненты и узлы двигателя, то на ощутимый результат не стоит надеяться. В этом случае вы получите от силы 1-2% прироста мощности и то на определенных оборотах работы двигателя.

Приведу простой пример, вы решили ставить прямоточный глушитель, но в выхлопной системе стоит штатный катализатор, в этом случае вообще можно забыть о положительном эффекте от такого глушителя. Прироста мощности попросту не будет.

Читать еще: Плохо заводится после небольшого простоя.

С другой стороны, вы полностью поменяли выхлопную систему:

вварили прямоточный глушитель;
поставили прямоточный резонатор;
все трубопроводы в вашем выхлопе не создают турбулентных завихрений и сопротивления движения сгоревших газов;
поменяли катализатор на спортивный и высокопроизводительный (или убрали его совсем);
длина всех труб в коллекторе у вас одинакова для всех цилиндров, а внутри труб ничто не препятствует выводу отработанных газов;
подобрали коллектор, позволяющий наилучшим образом использовать резонансные зоны разряжения в районе выпускного клапана;
модернизировали некоторые элементы двигателя, топливной системы и т.д.

При таком комплексном подходе, можно ожидать 15-20% (порою и большую) прибавку полезной мощности для автомобиля, и такой эффект дает прямоточный глушитель и спортивный выхлоп в целом, если правильно подойти к тюнингу. Важным является качественная настройка всех элементов друг относительно друга после установки, только тогда можно получить наиболее оптимальный эффект.

Как видите, вариант с прибавкой мощности требует более серьезного подхода. Однако если у вас нет желания тратить деньги на тюнинг всего выхлопа, то установка только прямоточного глушителя позволит вам изменить звук, а также значительно улучшить внешнее впечатление от вашего авто, в том числе и за счет насадки на выхлопную трубу глушителя. Не переживайте, что прямоток сам по себе не особенно помогает в увеличении мощности, ведь он при этом и не будет служить причиной увеличенного потребления топлива, которое непременно происходит при увеличении мощности на основании проведенного тюнинга.

Какой прямоточный глушитель лучше?

Какой прямоточный глушитель купить конкретно под вашу модель и марку автомобиля? Это очень важный вопрос и требует помощи специалистов, ведь в этом случае важными являются все детали, от диаметра соединительных труб, до величины банки и длины глушителя и резонатора.

Чтобы правильно подобрать прямоточный глушитель, вам следует учесть:

модель и марку вашего автомобиля;
мощность и тип двигателя;
тип и особенности топливной системы;
особенности монтажа прямотока;
возможность внесения изменений и доработок в систему крепления и заднего бампера авто.

Есть варианты спортивных глушителей, которые разрабатываются специально под конкретные марки и модели автомобилей. Часто такие прямотоки даже не требуют внесения доработок, и крепятся на штатную систему крепления. Это же касается и изменений заднего бампера, которые также не нужны. Есть варианты для разных автомобилей, стоит поинтересоваться. Но в любом случае выбирать вам, чего вы хотите.

Типы перфорации

Со смещенными рядами отверстий — Rv (Rv w-p) Круглая перфорация

С прямыми рядами отверстий — Rg (Rg w-p) Круглая перфорация

Тип перфорации определяется формой отверстия, взаимным расположением отверстий и межцентровым расстоянием.

Rv – круглая перфорация со смещенными рядами отверстий,

w – диаметр отверстия,

р – расстояние между центрами отверстий.

Ø 8,0мм
Шаг 11,0мм

Ø 10,0мм
Шаг 13,0мм

Ø 20,0мм
Шаг 27,0мм

Rg – круглая перфорация с прямыми рядами отверстий,

w – диаметр отверстия,

р – расстояние между центрами отверстий.

Ø 2,0 мм
Шаг 9,0 мм

Ø 4,0 мм
Шаг 12,0 мм

Ø 5,5 мм
Шаг 15,5 мм

Ø 8,0 мм
Шаг 19,0 мм

Со смещенными рядами отверстий — Qv (Qv w-p) Квадратная перфорация

С прямыми рядами отверстий — Qg (Qg w-p) Квадратная перфорация

С диагонально смещенными рядами отверстий — Qd (Qd w-p) Квадратная перфорация

Qg – квадратная перфорация с прямыми рядами отверстий,

w – размер отверстия,

р – расстояние между центрами отверстий.

отверстие 5×5мм
Шаг 8мм

отверстие 6×6мм
Шаг 9мм

отверстие 8×8мм
Шаг 11мм

отверстие 10×10мм
Шаг 14мм

С прямыми рядами отверстий — Lgl (Lgl w-p) Щелевидная перфорация

Lgl Перфорация с продолговатыми отверстиями, в прямых рядах

Со смещенными рядами отверстий — Lvl (Lvl w-p) Щелевидная перфорация

Lv – овальная перфорация со смещенными рядами отверстий

отверстие 1 x 20мм
Шаг 3,2 x 2,4мм

отверстие 5 x 25мм
Шаг 8 x 30мм

Lgvl Перфорация с продолговатыми отверстиями в рядах, смещёнными друг относительно друга

Lge – Прямоугольная перфорация с прямыми рядами отверстий

Lve – Прямоугольная перфорация со смещенными рядами отверстий

Прямоугольная перфорация шахматка

Шестигранная перфорация (соты) со смещенными рядами отверстий (SEv)

Шестигранная перфорация (соты) с прямыми рядами отверстий (SEg)

Перфорированный металл с треугольными отверстиями

Листы перфорированные специальные для производственных целей

Круглые лункообразные отверстия, расположенные по шестиугольнику

Чешуйчатые Листы перфорированные

Листы перфорированные с круглыми отверстиями и формовкой

Листы перфорированные с прямоугольными отверстиями и формовкой, расположенные рядами

Листы перфорированные специальные с прямоугольными отверстиями и формовкой со смещением

Листы перфорированные с двусторонней прямоугольной надрезкой

Листы перфорированные с радиусной надрезкой

Листы перфорированные для шелушения и шлифовки риса

Триерные Листы перфорированные

Структурные металлические Листы перфорированные

Декоративная перфорация для дизайна и вентиляции

тип 2
крестик 19 х 19

тип 3
крестик 12 х 12

тип 4
углубленное 28 x 28

Фигурные отверстия – восточные узоры

Перфорированные листы с фигурными отверстиями «замочная скважина»

Перфорированные листы «плетенка»

Иные виды перфорированных листов для дизайна:

Методы перфорации и торпедирования скважин

По окончании бурения нефтяной или газовой скважины стенки ее закрепляют обсадными трубами; в интервалах залегания продуктивных (нефтегаз

По окончании бурения нефтяной или газовой скважины стенки ее закрепляют обсадными трубами; в интервалах залегания продуктивных (нефтегазоносных) и водоносных пластов колонну цементируют.

При этом нефтеносные и газоносные пласты оказываются перекрытыми обсадными трубами и цементным кольцом, и приток жидкости в такую скважину невозможен, пока не будут созданы условия для сообщения продуктивного пласта со скважиной.

Читать еще: Как делают современные лимузины? Как делают лимузины ЗИЛ Аэропорт Шереметьево признал проблемы с отправкой багажа.

Для создания возможности притока нефти и газа из пласта в обсадной колонне и окружающем ее цементном кольце против нефтеносного (газоносного) пласта создают ряд каналов (отверстий), обеспечивающих сообщение между пластом и скважиной: по этим каналам нефть и газ поступают в скважину.
Как правило, отверстия в колонне и цементном кольце создают путем прострела. Этот процесс называют перфорацией колонны, а аппараты, при помощи которых производится прострел, перфораторами.

Их спускают в скважину на каротажном кабеле.

Перфорацию применяют также для вскрытия заводняемых пластов в нагнетательных скважинах, для проведения изоляционных работ и после них: при переходе на другие горизонты т. д.
Существуют 4 способа перфорации:
– пулевая,
– торпедная,
– кумулятивная,
– пескоструйная.
Первые 3 способа осуществляются на промыслах геофизическими партиями с помощью оборудования, приборов и аппаратуры, имеющихся в их распоряжении. Пескоструйная перфорация осуществляется техническими средствами и службами нефтяных промыслов.
Пулевая перфорация. В этом случае в скважину на электрическом кабеле спускают стреляющий аппарат, состоящий из нескольких (8-10) камор-стволов, заряженных пулями диаметром 12,5 мм. Каморы заряжаются взрывчатым веществом (ВВ) и детонаторами. При подаче электрического импульса пули пробивают колонну, цемент и внедряются в породу, образуя канал для движения жидкости и газа из пласта в скважину.
Пулевые перфораторы разделены на два вида: 1) с горизонтальными стволами, когда длина стволов мала и ограничена радиальными габаритами перфоратора; 2) с вертикальными стволами с отклонителями пуль на концах для придания их полету направления, близкого к перпендикулярному по отношению к оси скважины.
Перфоратор с горизонтальными стволами собирается из нескольких секций, вдоль которых просверлены два или четыре вертикальных канала, каморы с ВВ. Стволы камор заряжены пулями и закрыты герметизирующими прокладками. Верхняя секция имеет два запальных устройства. При подаче по кабелю тока, срабатывает первое запальное устройство, и детонация распространяется по вертикальному каналу на все каморы, пересекаемые этим каналом. В результате почти мгновенного сгорания ВВ давление газов в каморе достигает 2000 МПа, после чего пуля выбрасывается. Происходит почти одновременный выстрел из половины всех стволов. При необходимости удвоить число прострелов по второй жиле кабеля подается второй импульс. В этом случае срабатывает вторая половина стволов от второго запального устройства. В перфораторе масса заряда ВВ одной каморы незначительна (равна 4-5 г), поэтому пробивная способность его невелика. Длина образующихся перфорационных каналов составляет 65-145 мм (в зависимости от свойств породы и типа перфоратора), диаметр канала- 12,5 мм.
На рисунке показан пулевой перфоратор с вертикально-криволинейными стволами ПВН-90. При вертикальном расположении стволов объем камор и длина стволов больше, чем при горизонтальном. В каждой секции два ствола направлены вверх и это компенсирует реактивные силы, действующие на перфоратор в момент выстрела. Одна камора отдает энергию взрыва сразу двум стволам. Масса ВВ в одной каморе достигает 90 г. Давление газов в каморах составляет 600-800 МПа. Действие газов более продолжительное, чем при горизонтальном расположении стволов. Это позволяет увеличить начальную скорость вылета пули и пробивную способность перфоратора. Длина перфорационных каналов в породе получается 145-350 мм при диаметре около 20 мм. В каждой секции перфоратора имеются четыре вертикальных ствола, на концах которых сделаны плавные желобки-отклонители. Пули, изготовленные из легированной стали, для уменьшения трения в отклонителях покрываются медью или свинцом. Выстрел из всех стволов происходит практически одновременно, так как все каморы с ВВ сообщаются огнепроводным каналом. Торпедная перфорация осуществляется аппаратами, спускаемыми на кабеле, и отличается от пулевой перфорации тем, что для выстрела используют разрывной снаряд, снабженный взрывателем замедленного действия. Масса внутреннего заряда ВВ одного снаряда равна 5 г. Аппарат состоит из секций, в каждой из которых имеется по два горизонтальных ствола. Снаряд снабжен детонатором накального типа. При остановке снаряда происходит взрыв внутреннего заряда, в результате чего происходит растрескивание окружающей породы. Масса ВВ одной камеры- 27 г. Глубина каналов по результатам испытаний составляет 100-160 мм, диаметр канала – 22 мм. На 1 м длины фильтра обычно пробивают не более четырех отверстий, так как при торпедной перфорации нередки случаи разрушения обсадных колонн.
Кумулятивная перфорация осуществляется стреляющими перфораторами, не имеющими пуль или снарядов. Прострел преграды достигается за счет сфокусированного взрыва. Такая фокусировка обусловлена конической формой поверхности заряда ВВ, облицованной тонким металлическим покрытием (листовой медью толщиной 0,6 мм). Энергия взрыва в виде тонкого пучка газов – продуктов облицовки пробивает канал. Кумулятивная струя приобретает скорость в головной части до 6-8 км/с и создает давление на преграду (0,15- 0,3) 106 МПа. При выстреле в преграде образуется узкий перфорационный канал глубиной до 350 мм и диаметром в средней части 8-14 мм. Размеры каналов зависят от прочности породы и типа перфоратора.
Кумулятивные перфораторы разделяются на корпусные и бескорпусные (ленточные). Корпусные перфораторы после их перезаряда используются многократно. Бескорпусные – одноразового действия. Перфораторы спускают на кабеле (имеются малогабаритные перфораторы, спускаемые через НКТ), а также на насосно-компрессорных трубах. В последнем случае инициирование взрыва производится не электрическим импульсом, а сбрасыванием в НКТ резинового шара, действующего как поршень на взрывное устройство. Масса ВВ одного кумулятивного заряда (в зависимости от типа перфоратора) 25-50 г.
Применение перфораторов различных типов и конструкций зависит от плотности вскрываемых пород. В твердых породах рекомендуется применять кумулятивную перфорацию, в менее плотных и малопроницаемых породах – снарядную, в рыхлых породах и слабо сцементированных песчаниках – пулевую.
Максимальная толщина вскрываемого интервала кумулятивным перфоратором достигает – 30 м, торпедным – 1 м, пулевым – до 2,5 м. Это – одна из причин широкого распространения кумулятивных перфораторов.
Ленточные перфораторы намного легче корпусных, однако, их применение ограничено давлением и температурой на забое скважины, так как их взрывной патрон и детонирующий шнур находятся в непосредственном контакте со скважинной жидкостью. В таких перфораторах заряды смонтированы в стеклянных (или из другого материала) герметичных чашках, которые размещены в отверстиях длинной стальной ленты с грузом па конце. Вся гирлянда спускается на кабеле. Обычно при залпе лента полностью не разрушается, но для повторного использования ее не применяют. Головку, груз, ленту после отстрела извлекают на поверхность вместе с кабелем. К недостаткам бескорпусных перфораторов относится невозможность контроля числа отказов, тогда как в корпусных такой контроль легко осуществим при осмотре извлеченного из скважины корпуса.
Кумулятивные перфораторы наиболее распространены. Подбирая необходимые ВВ, можно в широких диапазонах регулировать их термостойкость и чувствительность к давлению и этим самым расширить возможности перфорации в скважинах с аномально высокими температурами и давлениями.
Гидропескоструйная перфорация основана на использовании абразивного и гидромониторного действия струи жидкости (воды, нефти) со взвешенным в ней песком, выходящим под высоким давлением из узкого отверстия (сопла). Такая струя в течение нескольких минут создает в обсадной трубе, цементном кольце и породе глубокий канал, обеспечивающий надежное сообщение между скважиной и пластом.
Аппарат спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах, по которым подается под высоким давлением жидкость с песком. Вытекая из сопел с большой скоростью, достигающей нескольких сот метров в секунду, жидкость с песком пробивает эксплуатационную колонну, цементное кольцо и внедряется в породу на глубину до 1 м.
В процессе перфорации под действием абразивной струи жидкости (вверх или вниз вдоль ствола скважины) может образоваться щелевой канал или (при круговом вращении струи) обрезаться колонна по кольцу, что необходимо, например, для извлечения части обсадной колонны.
Торпедирование в скважине – взрыв, производимый при помощи торпеды (заряда взрывчатого вещества). Торпеда кроме заряда взрывчатого вещества содержит средства для взрыва: взрыватель, состоящий из электрозапала и чувствительного к взрыву капсюля-детонатора, и шашку взрывчатого вещества, усиливающего начальный импульс детонации. Спускают ее в скважину на каротажном кабеле, жилу которого используют для приведения в действие взрывателя и всего заряда торпеды.
Торпедирование применяют для разрушения пород продуктивных пластов – образования в них трещин для лучшей отдачи нефти или газа, а также с целью обрыва или встряски прихваченных бурильных, обсадных и насосно-компрессорных труб, раздробления металлических предметов на забое скважины (шарошек, долот и т. д.). Иногда торпедирование применяют с целью удаления песчаных пробок, образовавшихся в стволе скважины, очистки призабойной зоны от глинистых осадков, очистки фильтра, пробивания окна в обсадной колонне для бурения нового ствола и т. д.

Читать еще: Не работает подседельный багажник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Диаметр – отверстие – перфорация

Диаметр отверстий перфорации ( коэффициент открытия ламелей) выбран таким, чтобы через них не высыпалась активная масса, но был надежный контакт с ней электролита, а также свободный выход газов, образующихся при заряде. [1]

С уменьшением диаметра отверстий перфорации должна уменьшиться неравномерность в распределении плотности тока по электролиту. Это происходит, во-первых, вследствие уменьшения диаметра отверстий, а во-вторых, в результате лучшего отвода газов с плоских частей анода. [2]

Исследованиями установлено, что при диаметре отверстий перфорации 12 – 13 мм 8 – 10 отверстий на 1 ж мощности пласта достаточно для пропуска большого количества жидкости. [4]

Как видно из данных табл. П-2, диаметр отверстий перфорации в исследованном интервале оказывает сравнительно небольшое влияние на напряжение. [5]

Имеющиеся опытные данные не выявляют влияния изменения диаметра отверстий перфорации в пределах 2 4 – 3 2 мм, хотя при меньших и больших диаметрах отверстий некоторое влияние обнаруживается. [6]

Необходимо также, чтобы размеры пузырьков газа были больше диаметра отверстий перфорации . Газ на аноде выделяется в виде мелких пузырьков, часть которых коалесцирует в более крупные. [7]

Данные по теплообмену обработаны с использованием в качестве характерного размера диаметра отверстий перфорации , скорость отнесена к площади отверстий перфорированной пластины. [9]

При одной и той Нче степени перфорации анода с уменьшением диаметра отверстий перфорации увеличивается общая поверхность анода и сокращается путь прохождения газовых пузырьков от места выделения до края отверстия. В табл. II-3 приведены данные по увеличению общей поверхности анода по отношению к неперфорированному листу, средние расстояния от точек лобовой поверхности анода до края ближайшего отверстия, а также расстояние от максимально удаленной от отверстия точки до его края. [13]

При одной и той же степени перфорации анода с уменьшением диаметра отверстий перфорации увеличивается общая поверхность анода и сокращается путь прохождения газовых пузырьков от места выделения до края отверстия. В табл. II-3 приведены данные по увеличению общей поверхности анода по отношению к неперфорированному листу, средние расстояния от точек лобовой поверхности анода до края ближайшего отверстия, а также расстояние от максимально удаленной от отверстия точки до его края. [15]

голоса

Рейтинг статьи