擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供的一種擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)，包括相互連接的擴(kuò)散管及喉道直管，所述擴(kuò)散管及所述喉道直管的中心軸線(xiàn)與蝸殼環(huán)形流道的外圓切線(xiàn)重合，所述擴(kuò)散管沿軸線(xiàn)朝外方向上的管截面為單調(diào)增大。本發(fā)明的有益效果如下：1、使得流體在進(jìn)入喉管直道前能得到一定減速，減小了進(jìn)入喉管直道時(shí)的流動(dòng)損失。2、擴(kuò)散管的喇叭形設(shè)計(jì)，接近于拋物線(xiàn)的輪廓，能實(shí)現(xiàn)沿?cái)U(kuò)散管軸線(xiàn)橫截面的線(xiàn)性增大，或者上游的橫截面增長(zhǎng)較慢，下游的橫截面增長(zhǎng)較快。3、通過(guò)對(duì)減速程度的控制，可以一定程度抑制喉道流動(dòng)速度分布不均勻時(shí)導(dǎo)致的管內(nèi)流動(dòng)分離，或延遲流動(dòng)分離至管內(nèi)流動(dòng)速度較低的下游，從而減小擴(kuò)散管內(nèi)流動(dòng)損失。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種擴(kuò)散管的設(shè)計(jì)，特別是一種用于部分流栗的擴(kuò)散管。
【背景技術(shù)】
[0002]擴(kuò)散管是部分流栗上的重要部件。部分流栗大多使用環(huán)形蝸殼。流體經(jīng)葉輪做功后，首先在蝸殼的環(huán)形流道內(nèi)作初步減速，然后進(jìn)入擴(kuò)散管作進(jìn)一步減速，流體在減速過(guò)程中動(dòng)能不斷轉(zhuǎn)化為壓力能，使靜壓提高。
[0003]但是，現(xiàn)有的部分流栗擴(kuò)散管幾乎都是使用單一錐角的直線(xiàn)錐管設(shè)計(jì)。由于栗排水出口的管徑一般為固定，在栗總體尺寸有限的情況下，擴(kuò)散管不得不采用相對(duì)較大的錐角，從而導(dǎo)致管內(nèi)嚴(yán)重的流動(dòng)分離和總壓損失。即使尺寸允許，擴(kuò)壓管采用了經(jīng)驗(yàn)推薦的較小錐角值，由于流體從環(huán)形蝸殼進(jìn)入喉道時(shí)流動(dòng)速度分布不均勻，所以大多數(shù)情況下擴(kuò)散管內(nèi)仍然會(huì)產(chǎn)生局部的流動(dòng)分離和總壓損失，而且流動(dòng)分離點(diǎn)接近上游的喉道處，此處速度為管內(nèi)最高，因此損失仍不可忽視。
[0004]如圖1所示，在常規(guī)部分流栗中，蝸殼I通過(guò)一根喉道直管3沿切向伸出，與直線(xiàn)錐形擴(kuò)散管3連通。其中喉道直管4截面為圓形，與蝸殼I的環(huán)形流道外圓相切。從一維分析來(lái)看，直線(xiàn)錐形擴(kuò)散管3的截面積沿軸向變化是非線(xiàn)性的。根據(jù)質(zhì)量守恒，流體沿直線(xiàn)錐形擴(kuò)散管3軸向流動(dòng)將先進(jìn)行加速度最大的減速運(yùn)動(dòng)，然后加速度不斷減小，離開(kāi)直線(xiàn)錐形擴(kuò)散管3時(shí)加速度最小。由于流體在直線(xiàn)錐形擴(kuò)散管3內(nèi)作最劇烈減速的時(shí)候恰恰處于整體速度為最高的狀態(tài)，因此會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的流動(dòng)分離損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種工作性能更佳的擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)，包括相互連接的擴(kuò)散管及喉道直管，所述擴(kuò)散管及所述喉道直管的中心軸線(xiàn)與蝸殼環(huán)形流道的外圓切線(xiàn)重合，所述擴(kuò)散管沿軸線(xiàn)朝外方向上的管截面為單調(diào)增大。
[0007]優(yōu)選地，在所述喉道直管的一端連接過(guò)渡管，所述過(guò)渡管貼合所述蝸殼環(huán)形流道的內(nèi)壁。
[0008]優(yōu)選地，所述過(guò)渡管以設(shè)置在所述蝸殼環(huán)形流道內(nèi)的葉輪的圓心為圓心的所在圓心角小于90度。
[0009 ]優(yōu)選地，所述擴(kuò)散管的形狀為喇叭形。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0011]1、使得流體在進(jìn)入喉管直道前能得到一定減速，減小了進(jìn)入喉管直道時(shí)的流動(dòng)損失。
[0012]2、擴(kuò)散管的喇叭形設(shè)計(jì)，接近于拋物線(xiàn)的輪廓，能實(shí)現(xiàn)沿?cái)U(kuò)散管軸線(xiàn)橫截面的線(xiàn)性增大，或者上游的橫截面增長(zhǎng)較慢，下游的橫截面增長(zhǎng)較快。
[0013]3、通過(guò)對(duì)減速程度的控制，可以一定程度抑制喉道流動(dòng)速度分布不均勻時(shí)導(dǎo)致的管內(nèi)流動(dòng)分離，或延遲流動(dòng)分離至管內(nèi)流動(dòng)速度較低的下游，從而減小擴(kuò)散管內(nèi)流動(dòng)損失。
【附圖說(shuō)明】
[0014]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。
[0015]圖1為現(xiàn)有技術(shù)擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0016]圖2為本發(fā)明擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0017]圖中:
[0018]1-蝸殼 2-葉輪 3-擴(kuò)散管
[0019]4-喉道直管5-過(guò)渡管
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021]如圖2所示，本發(fā)明中喉道直管4和擴(kuò)散管3的中心軸線(xiàn)與蝸殼I環(huán)形流道的外圓切線(xiàn)重合。擴(kuò)散管3的形狀呈喇叭形，但沿軸線(xiàn)朝外方向上擴(kuò)散管3截面保持單調(diào)增大。由于喉道直管4有部分截面在環(huán)形蝸殼I的環(huán)形流道之外，所以設(shè)置一喉道入口過(guò)渡管5。過(guò)渡管5的大小，以葉輪2轉(zhuǎn)軸為中心的轉(zhuǎn)角計(jì)算，不超過(guò)90度。
[0022]在本發(fā)明設(shè)計(jì)里，其中的喉道入口過(guò)渡管5擴(kuò)大了蝸殼I環(huán)形流道的空間，局部增加了環(huán)形流道的半徑，與圖1中的常規(guī)設(shè)計(jì)相比，使得流體在進(jìn)入喉道前能得到一定減速，減小了進(jìn)入喉道直管4時(shí)的流動(dòng)損失。而擴(kuò)散管3的喇叭形設(shè)計(jì)，接近于拋物線(xiàn)的輪廓，能實(shí)現(xiàn)沿?cái)U(kuò)散管3軸線(xiàn)橫截面的線(xiàn)性增大，或者上游的橫截面增長(zhǎng)較慢，下游的橫截面增長(zhǎng)較快。結(jié)果就是使流體在擴(kuò)散管3內(nèi)均勻減速，或者流體在上游時(shí)減速較和緩，在下游時(shí)減速較劇烈。這樣通過(guò)對(duì)減速程度的控制，可以一定程度抑制喉道流動(dòng)速度分布不均勻時(shí)導(dǎo)致的管內(nèi)流動(dòng)分離，或延遲流動(dòng)分離至管內(nèi)流動(dòng)速度較低的下游，從而減小擴(kuò)散管3內(nèi)流動(dòng)損失。
[0023]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)，包括相互連接的擴(kuò)散管及喉道直管，所述擴(kuò)散管及所述喉道直管的中心軸線(xiàn)與蝸殼環(huán)形流道的外圓切線(xiàn)重合，其特征在于，所述擴(kuò)散管沿軸線(xiàn)朝外方向上的管截面為單調(diào)增大。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述喉道直管的一端連接過(guò)渡管，所述過(guò)渡管貼合所述蝸殼環(huán)形流道的內(nèi)壁。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述過(guò)渡管以設(shè)置在所述蝸殼環(huán)形流道內(nèi)的葉輪的圓心為圓心的所在圓心角小于90度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)散管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述擴(kuò)散管的形狀為喇叭形。
【文檔編號(hào)】F04D29/44GK105864103SQ201610194292
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】李志松, 徐濤
【申請(qǐng)人】上海衛(wèi)星工程研究所