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低阻力方形漸擴(kuò)變徑構(gòu)件的制作方法

文檔序號(hào):5633883閱讀:526來源:國知局
專利名稱:低阻力方形漸擴(kuò)變徑構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種通風(fēng)空調(diào)的局部構(gòu)件,尤其是一種低阻力方形漸擴(kuò)變徑構(gòu)件。
背景技術(shù)
流體在直管段中的流動(dòng)分為層流和穩(wěn)流兩種流態(tài)。對(duì)于層流,管道斷面流速分布 是以管中心線為軸的旋轉(zhuǎn)拋物面。對(duì)于紊流,速度分布不同于層流,過流斷面上的流速分布 大致可分為三個(gè)區(qū)域,在靠近壁面處有一薄層流體,沿徑向存在較大的速度梯度,這一層稱 為粘性底層,或稱為近壁層流層。由于紊流脈動(dòng)動(dòng)量交換的結(jié)果,離管壁不遠(yuǎn)處到管道中心 的絕大部分區(qū)域流速分布比較均勻,這部分流體處于紊流運(yùn)動(dòng)狀態(tài),稱為紊流核心區(qū)。在紊 流核心區(qū)和粘性底層之間存在范圍很小的過渡區(qū)域。圓管紊流運(yùn)動(dòng)過流斷面上流速分布為 對(duì)數(shù)規(guī)律或指數(shù)規(guī)律。流體經(jīng)過變徑后會(huì)首先產(chǎn)生一個(gè)小的噴射段,見圖1。在此段中核心區(qū)體積會(huì)突然 擴(kuò)大,但是主流速度并不變化。與此同時(shí)邊界層與穩(wěn)流核心區(qū)分離,開始形成穩(wěn)流核心區(qū)和 邊界層區(qū),同時(shí)在邊界層區(qū)會(huì)產(chǎn)生大的渦旋。這就形成了核心段,在核心段中軸心速度一直 不變,但是由于自由紊流的發(fā)展,核心斷面縮小。核心段長度取決于紊流形成的速度。核心 段在漸擴(kuò)中又可以分成核心段I和核心段II,在核心段I中,由于邊界渦流的出現(xiàn)和核心區(qū) 流體的慣性,再次階段中核心區(qū)的大小基本不變,區(qū)域稱矩形直線狀。而等自由紊流發(fā)展到 一定程度,核心區(qū)邊界開始脫落,形成弧形的核心區(qū)邊界,這就產(chǎn)生了核心段II。在核心段 后會(huì)產(chǎn)生主體段,此段渦旋已經(jīng)消失,并不會(huì)引起較大阻力。研究表明在整個(gè)流體進(jìn)入變徑 的過程中,最能造成阻力的就是在此階段所產(chǎn)生的邊界漩渦。通常人們?cè)谕L(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中主要運(yùn)用的是普通漸擴(kuò)變徑構(gòu)件,如圖2所示,其特 點(diǎn)是不論是漸擴(kuò)還是減縮,其構(gòu)造形式均一樣。并且,由于其和流體在變徑構(gòu)件中的流動(dòng)規(guī) 律與漸擴(kuò)所導(dǎo)引的流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律并不相同,也就是沒有按照核心區(qū)發(fā)展的規(guī)律進(jìn)行變徑設(shè) 計(jì),這就是的在普通變徑中會(huì)在變徑構(gòu)件與管道入口和出口處產(chǎn)生較大渦旋,從而造成了 較大的過流阻力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型低阻力方形漸擴(kuò)變徑構(gòu)件,通過其獨(dú)特的設(shè)計(jì)使得 該漸擴(kuò)變徑的外邊緣分別與流體經(jīng)過突擴(kuò)時(shí)的產(chǎn)生的噴射段、核心段I、核心段II的外邊 緣相貼合。從而消除了流體在經(jīng)過漸擴(kuò)變徑時(shí)產(chǎn)生的渦旋區(qū);最終達(dá)到減小流體經(jīng)過彎管 時(shí)的阻力的目的。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種低阻力方形漸擴(kuò)變徑構(gòu)件,包括構(gòu)件入口管 與出口管,及與該兩管口相連接的漸擴(kuò)段,其特征在于在所述漸擴(kuò)段上設(shè)一弧形漸擴(kuò)段與 等徑段相連的變徑段,且在所述等徑段尾部與入口管相連處設(shè)弧形過渡段;弧形漸擴(kuò)段、等 徑段和弧形過渡段相連并分別與出口管、入口管連接形成一個(gè)方形漸擴(kuò)變徑通道。所述弧形漸擴(kuò)段一端與構(gòu)件出口管相連,弧形漸擴(kuò)段另一端與等徑段相連,該等徑段再與入口管相連。所述弧形漸擴(kuò)段的直徑大于等徑段的直徑,所述弧形漸擴(kuò)段的弧長大于弧形過渡 段的弧長。所述弧形漸擴(kuò)段弧線的圓心在弧形漸擴(kuò)段與出口管連接面的延長面上;弧形過渡 段弧線的圓心在弧形過渡段與入口管連接面的延長面上。由以上可見,本發(fā)明首先通過弧形漸擴(kuò)段對(duì)流體經(jīng)過時(shí)的噴射段流體進(jìn)行緩沖并 幫助其核心擴(kuò)大,同時(shí)通過等徑段保持流體在流體核心段I內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),最后再通過弧 形過渡段幫助流體從小管徑向大管徑進(jìn)行過渡,這樣就完全合乎流體本身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),從 而消除渦旋區(qū),達(dá)到減小流體經(jīng)過彎管時(shí)的阻力的目的。


圖1是變徑中流體分段示意圖;圖2是現(xiàn)有的方形彎管結(jié)構(gòu)示意圖;圖3是本發(fā)明 低阻力方形彎頭結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。如圖3所示,該低阻力方形漸擴(kuò)變徑構(gòu)件,包括構(gòu)件入口管5與出口管6,及與該兩 管口相連接的漸擴(kuò)段,其中在原有錐形漸擴(kuò)段上設(shè)一弧形漸擴(kuò)段1與等徑段2相連的變徑 段,且在所述等徑段2尾部與入口管5相連處設(shè)弧形過渡段3 ;弧形漸擴(kuò)段1、等徑段2和弧 形過渡段3相連并分別與出口管6、入口管5連接形成一個(gè)方形漸擴(kuò)變徑通道。所述弧形漸 擴(kuò)段1 一端與構(gòu)件出口管6相連,弧形漸擴(kuò)段1另一端與所述等徑段2相連,該等徑段2再 與入口管5相連。并且弧形漸擴(kuò)段1的直徑大于等徑段2的直徑,所述弧形漸擴(kuò)段1的半 徑和弧長大于弧形過渡段3的半徑和弧長?;⌒螡u擴(kuò)段1弧線的圓心在弧形漸擴(kuò)段1與等徑段2連接面的延長面上(圖3所 示,A-D延長線與弧形漸擴(kuò)段1與等徑段2連接點(diǎn)延長線的交點(diǎn)處);弧形過渡段3弧線的 圓心在弧形過渡段3與入口管5連接面的延長面上(圖3所示,B-C兩內(nèi)弧線)。本發(fā)明首先通過弧形漸擴(kuò)段1對(duì)流體經(jīng)過時(shí)的噴射段流體進(jìn)行緩沖并幫助其核 心擴(kuò)大。同時(shí)通過等徑段2保持流體在流體核心段I (見圖1所示)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。最后 再通過弧形過渡段3幫助流體從小管徑(入口管)向大管徑(出口管)進(jìn)行過渡。這樣就 完全合乎流體本身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),從而消除渦旋區(qū),達(dá)到減小流體經(jīng)過彎管時(shí)的阻力的目的。本發(fā)明按照核心區(qū)發(fā)展的規(guī)律,并提供了按照流體在變徑構(gòu)件中的流動(dòng)規(guī)律與漸 擴(kuò)所導(dǎo)引的流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律一致的設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行漸擴(kuò)變徑設(shè)計(jì),使得該漸擴(kuò)變徑的外邊緣 分別與流體經(jīng)過突擴(kuò)時(shí)的產(chǎn)生的噴射段、核心段I、核心段II的外邊緣相貼合。從而消除了 流體在經(jīng)過漸擴(kuò)變徑時(shí)產(chǎn)生的渦旋區(qū);最終達(dá)到減小流體經(jīng)過彎管時(shí)的阻力的目的。
權(quán)利要求
低阻力方形漸擴(kuò)變徑構(gòu)件,包括構(gòu)件入口管(5)與出口管(6),及與該兩管口相連接的漸擴(kuò)段,其特征在于在所述漸擴(kuò)段上設(shè)一弧形漸擴(kuò)段(1)與等徑段(2)相連的變徑段,且在所述等徑段(2)尾部與入口管(5)相連處設(shè)弧形過渡段(3);弧形漸擴(kuò)段(1)、等徑段(2)和弧形過渡段(3)相連并分別與出口管(6)、入口管(5)連接形成一個(gè)方形漸擴(kuò)變徑通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低阻力方形漸擴(kuò)變徑構(gòu)件,其特征在于所述弧形漸擴(kuò)段(1) 一端與構(gòu)件出口管(6)相連,弧形漸擴(kuò)段(1)另一端與所述等徑段(2)相連,該等徑段(2) 再與入口管(5)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低阻力方形漸擴(kuò)變徑構(gòu)件,其特征在于所述弧形漸擴(kuò)段(1) 的直徑大于等徑段(2)的直徑,所述弧形漸擴(kuò)段(1)的弧長大于弧形過渡段(3)的弧長。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低阻力方形漸擴(kuò)變徑構(gòu)件,其特征在于所述弧形漸擴(kuò)段(1) 弧線的圓心在弧形漸擴(kuò)段(1)與出口管(6)連接面的延長面上;弧形過渡段(3)弧線的圓 心在弧形過渡段(3)與入口管(5)連接面的延長面上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低阻力方形漸擴(kuò)變徑構(gòu)件,包括構(gòu)件入口管(5)與出口管(6),及與該兩管口相連接的漸擴(kuò)段,其特征在于在所述漸擴(kuò)段上設(shè)一弧形漸擴(kuò)段(1)與等徑段(2)相連的變徑段,且在所述等徑段(2)尾部與入口管(5)相連處設(shè)弧形過渡段(3)構(gòu)成方形漸擴(kuò)變徑通道。通過其獨(dú)特的設(shè)計(jì)使得該漸擴(kuò)變徑的外邊緣分別與流體經(jīng)過突擴(kuò)時(shí)的產(chǎn)生的噴射段、核心段1、核心段2的外邊緣相貼合。從而消除了流體在經(jīng)過漸擴(kuò)變徑時(shí)產(chǎn)生的渦旋區(qū);最終達(dá)到減小流體經(jīng)過彎管時(shí)的阻力的目的。
文檔編號(hào)F16L9/00GK101813224SQ201010181608
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者司鵬飛, 李安桂, 樊越勝, 高然 申請(qǐng)人:西安建筑科技大學(xué)
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