一種具有仿生溝槽面的圓管的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有仿生溝槽面的圓管，所述圓管的內(nèi)壁設(shè)有第一溝槽和第二溝槽，所述第一溝槽和第二溝槽的截面均呈三角形，所述第一溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度c大于第二溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度d；所述第一溝槽和第二溝槽交替且連續(xù)分布于內(nèi)壁。本具有仿生溝槽面的圓管通過在管內(nèi)設(shè)置溝槽，則增加圓管內(nèi)壁表面的粘性底層厚度，同時(shí)也會(huì)減小旋轉(zhuǎn)渦近壁面附近的擾動(dòng)，從而減小了摩擦阻力，節(jié)約了能源，對(duì)全球的節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)具有積極的促進(jìn)作用。
【專利說明】一種具有仿生溝槽面的圓管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及圓管，具體涉及一種具有仿生溝槽面的圓管。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球能源消耗不斷上升，科學(xué)家們已經(jīng)將越來越多的精力投入到如何有效地利用和保護(hù)能源的領(lǐng)域上。石油和天然氣作為當(dāng)今世界最主要的能源組成部分。目前，石油和天然氣通常采用圓管進(jìn)行長(zhǎng)距離輸送。同時(shí)，在輪船和汽車中也常使用圓管輸送汽油、水等一些流體。被輸送的石油、天然氣、汽油和水等流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，在圓管的內(nèi)壁表面會(huì)形成較薄的粘性底層。由于這些圓管的內(nèi)壁光滑，粘性底層的厚度較小，故石油或天然氣在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力較大，這將造成大量的能源浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境的保護(hù)造成消極的影響。同時(shí)，流體在圓管內(nèi)湍流狀態(tài)下流動(dòng)時(shí)，在圓管近壁面區(qū)域會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)渦，這旋轉(zhuǎn)渦將影響流體在圓管內(nèi)的流動(dòng)速度，且會(huì)消耗較大的能源，造成能源浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境的保護(hù)產(chǎn)生消極的影響。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，可減小摩擦阻力并節(jié)約能源的具有仿生溝槽面的圓管。
[0004]本實(shí)用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):本具有仿生溝槽面的圓管，所述圓管的內(nèi)壁設(shè)有第一溝槽和第二溝槽，所述第一溝槽和第二溝槽的截面均呈三角形，所述第一溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度c大于第二溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度d ;所述第一溝槽和第二溝槽交替且連續(xù)分布于內(nèi)壁。
[0005]為進(jìn)一步減小摩擦阻力，所述第一溝槽與第二溝槽之間設(shè)有間隔。
[0006]作為一種優(yōu)選，所述間隔的寬度e為第二溝槽底部的寬度b的0.5倍。
[0007]為進(jìn)一步減小摩擦阻力，所述第一溝槽與第二溝槽緊密連接，即所述第一溝槽的底部與第二溝槽的底部直接連接在一起。
[0008]所述第一溝槽和第二溝槽的截面均呈等腰三角形。第一溝槽和第二溝槽截面呈等腰三角形，則附著于槽面且互相作用的一對(duì)橫向渦相互抵消的效果更好，這令減小摩擦阻力的效果更好。
[0009]作為一種優(yōu)選，所述第一溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度c為0.1mm?0.2mm。
[0010]所述第二溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度d為第一溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度c的一半。
[0011]所述第一溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度c與第一溝槽的底部的寬度a相等；所述第二溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度d與第二溝槽的底部的寬度b相等。
[0012]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn):本具有仿生溝槽面的圓管通過在管內(nèi)設(shè)置溝槽，則增加了圓管內(nèi)壁表面的粘性底層的厚度，因此減小了摩擦阻力，節(jié)約了能源，對(duì)全球的節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)具有積極的促進(jìn)作用。本具有仿生溝槽面的圓管的內(nèi)壁設(shè)有第一溝槽和第二溝槽，且第一溝槽的高度高于第二溝槽，則在第一溝槽的尖端形成二次渦，而產(chǎn)生的二次渦削弱第一溝槽尖端附近的旋轉(zhuǎn)渦，同時(shí)附著在第一溝槽或第二溝槽偵愐的一對(duì)橫向渦會(huì)相互作用，由于旋轉(zhuǎn)潤(rùn)、二次渦和橫向渦的共同作用，抑制了湍流的猝發(fā)，減小了摩擦阻力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是實(shí)施例1的具有仿生溝槽面的圓管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是圖1中局部A處的展示圖。
[0015]圖3是實(shí)施例1中的減阻機(jī)理示意圖。
[0016]圖4是實(shí)施例2的具有仿生溝槽面的圓管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖5是圖4中局部B處的展示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0019]實(shí)施例1
[0020]如圖1和圖2所示的具有仿生溝槽面的圓管，所述圓管的內(nèi)壁設(shè)有第一溝槽I和第二溝槽2，所述第一溝槽I和第二溝槽2的截面均呈三角形，所述第一溝槽I相對(duì)于內(nèi)壁的高度c大于第二溝槽2相對(duì)于內(nèi)壁的高度d ;所述第一溝槽I和第二溝槽2交替且連續(xù)分布于內(nèi)壁。
[0021]為進(jìn)一步減小摩擦阻力，所述第一溝槽I與第二溝槽2之間設(shè)有間隔3。同時(shí)，此設(shè)計(jì)還可減少材料的使用，降低生產(chǎn)成本。當(dāng)?shù)谝粶喜跧與第二溝槽2之間具有間隔3時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)檢測(cè)流體分別在光滑圓管與本具有仿生溝槽面的圓管流動(dòng)時(shí)的阻力如表1:
[0022]表1
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種具有仿生溝槽面的圓管，其特征在于:所述圓管的內(nèi)壁設(shè)有第一溝槽和第二溝槽，所述第一溝槽和第二溝槽的截面均呈三角形，所述第一溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度C大于第二溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度d ;所述第一溝槽和第二溝槽交替且連續(xù)分布于內(nèi)壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有仿生溝槽面的圓管，其特征在于:所述第一溝槽與第二溝槽之間設(shè)有間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有仿生溝槽面的圓管，其特征在于:所述間隔的寬度e為第二溝槽底部的寬度b的0.5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有仿生溝槽面的圓管，其特征在于:所述第一溝槽與第二溝槽緊密連接，即所述第一溝槽的底部與第二溝槽的底部直接連接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有仿生溝槽面的圓管，其特征在于:所述第一溝槽和第二溝槽的截面均呈等腰三角形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有仿生溝槽面的圓管，其特征在于:所述第一溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度c為0.1mm?0.2_。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有仿生溝槽面的圓管，其特征在于:所述第二溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度d為第一溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度c的一半。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有仿生溝槽面的圓管，其特征在于:所述第一溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度c與第一溝槽的底部的寬度a相等；所述第二溝槽相對(duì)于內(nèi)壁的高度d與第二溝槽的底部的寬度b相等。
【文檔編號(hào)】F16L9/00GK203686383SQ201320875326
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】黎潤(rùn)恒, 唐友宏, 趙成璧, 范少濤 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)