CN204186822U - 螺旋加速管道 - Google Patents

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李加洪
柏平
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Abstract

本实用新型公开一种螺旋加速管道，包括管道本体，在该管道本体的内壁设置有导向加速片，该导向加速片呈内螺纹状，该导向加速片的起始端位于所述管道本体的入口段，该导向加速片的末端位于所述管道本体的出口段，该导向加速片的高度从其起始端由零开始逐渐增大，该导向加速片的内侧到所述管道本体管心线的距离小于等于所述管道本体的1/2半径，所述导向加速片的螺纹升角从其起始端开始由大变小。采用该方案的效果是通过对流体进行整流、导向、加速，既能降低流体因湍流而导致的动能损失，又能较大程度的提升流体的流速，流速提高10％以上。

Description

螺旋加速管道
技术领域
本实用新型涉及涡流管道技术领域，具体涉及一种螺旋加速管道。
背景技术
管道用于输送气体、液体或气液混合等流体，在水电、化工等领域的应用都相当广泛，流体在管道内的流动状态依照流速可以分为层流、过渡流和湍流。层流是指当流速很小时，流体分层流动，互不混合的流动状态，也称为稳流或片流；过渡流是指当流速较大时，流体的流线开始出现波浪状的摆动的流动状态，其摆动的频率及振幅随流速的增加而增加；湍流是指当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，层流被破坏的状态，这时相邻流层间不但有滑动，还有混合，这时的流体作不规则运动，有垂直于流管轴线方向的分速度产生，这种运动称为湍流，又称为乱流、扰流或紊流。因此，流体在管道内流动时会受自身流动状态的影响而损失机械能，尤其对于处于湍流状态的流体，其机械能损失更大，导致流体在管道中产生较大的压降，从而减小流速。
传统的，人们通过增大输送功率来提高流体的动能，从而保持流体流到管道末端时仍具有较大的流速，随着此方案的成熟，人们发现继续通过增大输送功率的方式来提高管道末端流体的流速变得越来越有难度，因此有必要提供一种新的、容易实现的加速方案。专利CN 103277370 A提出了在管道中设置螺旋挡片的方案，对流体起到了加速的作用，但采用其方案后，流体流速增加不超过3％，加速效果不明显。研究人员在此基础上进行了研究，并根据本领域技术人员能够想到的，研究人员发现通过增加螺旋挡片个数和长度这种常规替换方式也不能起到较为显著的加速效果，流体流速增加不超过5％，因此，需要通过其他方式实现较大程度的加速。
实用新型内容
为解决以上技术问题，本实用新型提供一种新型的螺旋加速管道。
技术方案如下：
一种螺旋加速管道，其关键在于：包括管道本体，在该管道本体的内壁设置有导向加速片，该导向加速片呈内螺纹状，该导向加速片的起始端位于所述管道本体的入口段，该导向加速片的末端位于所述管道本体的出口段，该导向加速片的高度从其起始端由零开始逐渐增大，该导向加速片的内侧到所述管道本体管心线的距离小于等于所述管道本体的1/2半径，所述导向加速片的螺纹升角从其起始端开始由大变小。
采用以上技术方案的显著效果是，通过调整导向加速片的疏密状态和起始端的形态，螺纹状的导向加速片对管道内的流体能起较为显著的整流加速作用，流体流速增加7％以上，加速效果明显。
为了更好的实现本实用新型，可进一步为：
上述导向加速片的内侧向所述管道本体的出口端倾斜，所述导向加速片与管道本体内壁之间的夹角为22.5°～45°。采用该方案，能进一步提高流体的流速，流速进一步增加约3％。
上述管道本体的长度为所述管道本体直径的2～10倍。采用该方案，能保证流体在管道内得到较好的加速。
上述导向加速片为2～6个，所述导向加速片之间等间距设置。采用该方案，能进一步提高流体的流速，流速进一步增加约1％。
上述管道本体和导向加速片一体成型。采用该方案，导向加速片和管道本体的制作较为方便。
下面结合试验例对本实用新型作进一步说明。
设置水平高度为h的水箱，水箱中装满水，水箱接出水管，测定出水管末端水流的平均流速v1；再将出水管的末段换为本实用新型提供的螺旋加速管道，测定螺旋加速管道末端水流的平均流速v2；v1、v2的测定条件一致，表1为在不同水平高度h下分别测定得到v1、v2的数据。
表1、不同水平高度h下分别测定得到v1、v2
从表1可以看出，经过本实用新型提供的螺旋加速管道后，流体的流速增加10％以上，加速效果显著。
有益效果：采用本实用新型的螺旋加速管道，通过对流体进行整流、导向、加速，既能降低流体因湍流而导致的动能损失，又能较大程度的提升流体的流速，流速提高10％以上。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的A-A`截面图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种螺旋加速管道，包括管道本体1，在该管道本体1的内壁设置有导向加速片2，该导向加速片2呈内螺纹状，该导向加速片2的起始端位于所述管道本体1的入口段，该导向加速片2的末端位于所述管道本体1的出口段，该导向加速片2的高度从其起始端由零开始逐渐增大，该导向加速片2的内侧到所述管道本体1管心线的距离小于等于所述管道本体1的1/2半径，所述导向加速片2的螺纹升角从其起始端开始由大变小。
所述导向加速片2的内侧向所述管道本体1的出口端倾斜，所述导向加速片2与管道本体1内壁之间的夹角为45°，所述管道本体1的长度为所述管道本体1直径的2～10倍，所述导向加速片2为3个，所述导向加速片2之间等间距设置，所述管道本体1和导向加速片2一体成型。
作为本领域技术人员能够想到的，所述导向加速片2还可以为4个或6个，所述导向加速片2与管道本体1内壁之间的夹角还可以为22.5°或30°。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种螺旋加速管道，其特征在于：包括管道本体(1)，在该管道本体(1)的内壁设置有导向加速片(2)，该导向加速片(2)呈内螺纹状，该导向加速片(2)的起始端位于所述管道本体(1)的入口段，该导向加速片(2)的末端位于所述管道本体(1)的出口段，该导向加速片(2)的高度从其起始端由零开始逐渐增大，该导向加速片(2)的内侧到所述管道本体(1)管心线的距离小于等于所述管道本体(1)的1/2半径，所述导向加速片(2)的螺纹升角从其起始端开始由大变小。
2.根据权利要求1所述的螺旋加速管道，其特征在于：所述导向加速片(2)的内侧向所述管道本体(1)的出口端倾斜，所述导向加速片(2)与管道本体(1)内壁之间的夹角为22.5°～45°。
3.根据权利要求1或2所述的螺旋加速管道，其特征在于：所述管道本体(1)的长度为所述管道本体(1)直径的2～10倍。
4.根据权利要求1所述的螺旋加速管道，其特征在于：所述导向加速片(2)为2～6个，所述导向加速片(2)之间等间距设置。
5.根据权利要求1或2或4所述的螺旋加速管道，其特征在于：所述管道本体(1)和导向加速片(2)一体成型。
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