NL7811364A - Diffusor in het bijzonder met grote tophoek. - Google Patents

Diffusor in het bijzonder met grote tophoek. Download PDF

Info

Publication number
NL7811364A
NL7811364A NL7811364A NL7811364A NL7811364A NL 7811364 A NL7811364 A NL 7811364A NL 7811364 A NL7811364 A NL 7811364A NL 7811364 A NL7811364 A NL 7811364A NL 7811364 A NL7811364 A NL 7811364A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
diffuser
dimensional
flow
viewed
diffusers
Prior art date
Application number
NL7811364A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Tno
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tno filed Critical Tno
Priority to NL7811364A priority Critical patent/NL7811364A/nl
Priority to JP14783679A priority patent/JPS5572901A/ja
Priority to SE7909509A priority patent/SE7909509L/xx
Priority to FR7928284A priority patent/FR2441752A1/fr
Priority to BE0/198139A priority patent/BE880075A/nl
Priority to GB7939792A priority patent/GB2037006A/en
Priority to DE19792946368 priority patent/DE2946368A1/de
Publication of NL7811364A publication Critical patent/NL7811364A/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15DFLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00Influencing flow of fluids
    • F15D1/001Flow of fluid from conduits such as pipes, sleeves, tubes, with equal distribution of fluid flow over the evacuation surface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Description

^ , 4' N.O. 26.870
Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuurwetenschappe-lijk Onderzoek ten behoeve van Nijverheid, Handel en Verkeer, te 's-Gravenhage.
Diffusor in het bijzonder met grote tonhoek.
De uitvinding heeft betrekking op een diffusor voor een stromend medium, met een tophoek groter dan 15° (driedimensionaal) respectievelijk 20° (tweedimensionaal), waarin symmetrisch ten opzichte van de hartlijn respectievelijk het middenvlak een binnendiffusor zodanig is geplaatst, dat 5 door de tussen beide diffusoren gevormde spleet een belangrijk deel van de binnentredende stroom geleid wordt.
Een diffusor van dit type is bekend uit het Duitse Offenlegungsschrift 2.436*456, waarin een diffusor met een relatief grote tophoek beschreven wordt. Het is algemeen bekend, 10 dat, zowel voor compressibele als voor niet-compressibele stromende media een tophoek van de diffusor groter dan circa 15° niet overschreden mag worden ten einde, loslaten van de stroming van de diffusorwand te voorkomen. Zodra loslating optreedt, ontstaan in het gebied tussen de diffusorwand en de daarvan los- 15 gelaten stroming wervels en terugstromingen welke grote wrij-vingsverliezen veroorzaken, waardoor de gewenste omzetting van de snelheid van het de diffusor binnenstromende medium in druk niet optimaal verloopt. Een vergaande omzetting van de snel-heidsenergie in druk is daardoor slechts mogelijk met diffu- 20 soren, welke ten gevolge van de maximale tophoek van 15° een lengte hebben welke vele malen de diameter van de toevoerleiding bedraagt. In de praktijk zijn deze door plaatsruimtegebrek meestal niet onder te brengen, zodat de stroming met grotere verliezen verloopt dan onder optimale omstandigheden mogelijk 25 zou zijn. Een bekende oplossing voor dit probleem bestaat daaruit, dat de diffusor onderverdeeld wordt in een aantal sub-diffusoren, welke elk de tophoek van circa 15° hebben. Hierdoor 7811354 ' 2 .
is inderdaad een kortere bouwlengte bereikbaar, doch de toename van het aantal wanden doet de verliezen ten gevolge van de wand-wrijvingtoenemen. In het Duitse octrooischrift 869.281 is een dergelijke mogelijkheid beschreven. Yoor de praktijk is de hiermee bereikte verkorting van de diffusor echter vaak nog 5 onvoldoende, terwijl de constructie van een dergelijke meervoudige diffusor ingewikkeld en duur is.
In het eerdergenoemde Duitse Offenlegungsschrift 2.436.456 wordt een diffusor beschreven, welke inderdaad veel korter is; gesteld wordt dat een tophoek tot 120° bereikbaar is. Daartoe 10 wordt in de diffusor een binnenconus geplaatst, welke met haar basis op het eind van de diffusor aansluit en zodanig geperforeerd is, dat het stromende medium in de spleet tussen de diffusor en de conus uitbuigt en dan geleidelijk via de perforaties naar het inwendige van de binnenconus aftakt. De hoofdstroom wordt zo- 15 doende opgedeeld in een groot aantal deelstromen, welke ieder voor zich naar binnen buigen en vrij expanderen. Er worden in genoemde publikatie te weinig gegevens verstrekt om het nuttig effect van de omzetting van snelheid in druk bij deze constructie te kunnen beoordelen. De opdeling van de hoofdstroom in even 20 zovele ctelstromen als er perforaties zijn, doet echter vermoeden dat binnen de binnenconus relatief grote wervelverliezen zullen optreden. Bij grotere afmetingen is de constructie bovendien betrekkelijk kostbaar. De beschreven inrichting gaat bovendien bij een grotere tophoek, veel gelijkenis vertonen met een an- 25 dere bekende oplossing, welke vooral in windtunnels gebruikt wordt voor het gelijkrichten en expanderen van de stroming voor haar intrede en de zogenaamde suskamer. Hierbij wordt een rooster of gaas loodrecht op de stromingsrichting geplaatst aan het einde van een diffusor met grote tophoek, terwijl over de lengte 30 van die diffusor nog enige roosters of gazen geplaatst kunnen zijn. Een dergelijke inrichting geeft een uitstekende gelijk-richting echter met vrijwel geen omzetting van snelheid in druk. Het is te verwachten dat de in het Duitse Offenlegungsschrift beschreven inrichting wat dit betreft een vergelijk- 35 baar gering nuttig effect zal hebben.
78 1 13 8 4 3
De uitvinding beoogt voor een diffusor met een vergelijkbaar grote tophoek met behulp van een eenvoudige constructie een veel beter nuttig effect van de omzetting te verkrijgen.
Volgens de uitvinding wordt daartoe de in de aanhef beschreven diffusor daardoor gekenmerkt, dat de wanden van de 5 binnendiffusor in hoofdzaak evenwijdig lopen aan die van de buitendiffusorjkn glad en gesloten zijn, dat de spleet tussen de beide diffusoren ook aan de uitstroomzijde open is, dat de binnendiffusor aan zijn aanstroomzijde geheel open is en een aanstroomdoortocht heeft welke circa de helft bedraagt via 10 de doortocht van de toevoerleiding ter plaatse van de overgang naar de buitendiffusor.
Omdat diffusoren vaak aangebracht worden ter plaatse of nabij de instroomopening in een apparaat van willekeurige vorm, kan het nodig zijn dat de diffusor een doorsnede met willekeurige 15 vorm heeft. Daartoe behoren uiteraard ronde doorsneden en rechthoekige en alle mogelijke tussenvormen. In principe heeft op al deze vormen de uitvinding betrekking. De werking van de inrichting volgens de uitvinding is onverwacht goed, zelfs wanneer de snelheid en de aankomende stroming zeer ongelijkmatig 20 is. Asymmetrische snelheidsprofielen in de toevoerstroom, bijvoorbeeld ten gevolge van bochten, hebben namelijk slechts een geringe invloed op de werking λβι de diffusor volgens de uitvinding. De gemakkelijk te vervaardigen niet-geperforeerde binnendiffusor wordt met enige, eventueel stroomlijnvormige af- 25 standstukken symmetrisch ten opzichte van de hartlijn van de buitendiffusor aan deze bevestigd..
Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm is de binnendiffusor, gezien in stromingsrichting, korter dan de buitendiffusor.
Daarbij zal de lengte van de binnendiffusor circa 1/3 tot circa 30 3/4 van de lengte van de buitendiffusor bedragen.
Verder wordt de stroming begunstigd wanneer, gezien in stromingsrichting, de aanstroomopening van de binnendiffusor zich op enige afstand stroomafwaarts ten opzichte van het begin van de buitendiffusor bevindt. 35
Volgens een verdere voordelige uitvoeringsvorm is de bin- 7811354 o* 4 nenwand van de binnendiffusor - gezien in stromingsrichting -geprofileerd. Daardoor wordt een gelijkmatiger expansie en een beter omzetting van snelheid in druk bereikt van dat deel van de stroming dat door de binnendiffusor heenstroomt. Evenwel gaat dit ten koste van een gecompliceerde uitvoeringsvorm. 5
Iets overeenkomstigs kan bereikt worden door op het inwendige oppervlak van de binnendiffusor nabij de aanstroomrand zogenaamde wervelgeneratoren zodanig aan te brengen, dat deze op gelijke afstanden van elkaar om en om links- en rechtsdraaiende kurketrekkerwervels opwekken. Door deze wervels wordt de vorming 10 van een grenslaag en de kans op loslating van de stroming op de binnenwand van de binnendiffusor tegengegaan zodat een betere omzetting van snelheid in druk plaatsvindt. Deze generatoren kunnen de vorm van kleine schuin op de stroomrichting staande schoepen of schotten hebben, doch kunnen ook als groeven of 15 kanalen in het materiaal van de binnendiffusor zijn aangebracht bijvoorbeeld in het geval dat een geprofileerde binnenwand wordt toegepast.
De werking van deze uitvinding berust wellicht daarop, dat het deel van de stroming, dat tussen buiten- en binnendiffusor naar 20 buiten wordt uitgebogen, aan het eind van de binnendiffusor als een Coandastraal langs de binnenwand van de buitendiffusor en de daarop volgende leiding verder stroomt. Door ejecteurwerking zuigt deze Coandastraal het deel van de stroming, dat door de binnendiffusor is gegaan, naar zich toe zodat deze snel en met 25 weinig drukverlies expandeert.
De diffusor volgens de uitvinding zal hoofdzakelijk toegepast worden vanaf een tophoek van circa 15° waarbeneden het aanbrengen van een binnendiffusor alleen zin heeft bij een ongelijkmatige aanstroming. 30
Hoewel de uitvoering kostbaarder wordt, is de diffusor volgens de uitvinding ook toepasbaar wanneer, gezien in stro-mingsrichting, de buiten- en de binnendiffusor van een cirkelvormige doorsnede geleidelijk overgaan in een elliptische, ovale, rechthoekige of vierkante doorsnede, of omgekeerd. Reeds eer- 35 der is op het belang hiervan gewezen.
Aan de hand van de navolgende figuuieschrijving als voor- 73113 S 4 5 "beeld, zal de uitvinding nader worden toegelicht.
Fig. 1 toont een langsdooranede door de diffuser volgens de uitvinding.
Fig. 2 toont een doorsnede van een alternatieve uitvoeringsvorm van de diffusor volgens de uitvinding, in de boven- 5 helft van de figuur in driedimensionale uitvoering, in de benedenhelft in tweedimensionale uitvoering.
Fig. 3 toont een aanzicht van de diffusor volgens fig. 2, wederom driedimensionaal en tweedimensionaal.
In fig. 1 is een buitendiffusor 1 afgebeeld met tophoek a, 10 welke aanmerkelijk groter is dan 15°· De toevoer van het stromend medium vindt plaats door een cilindrische toevoerleiding 2, welke bij 11 zonder noemenswaardige afronding overgaat in de buitendiffusor 1. Het in de diffusor 1 geëxpandeerde medium stroomt af via een cilindrische afvoerleiding 3* De overgang tussen de 15 buitendiffusor 1 en de afvoerleiding 3 is bij 12 praktisch zonder afronding uitgevoerd. In plaats van op de afvoerleiding 3 kan de diffusor 1 rechtstreeks aangesloten zijn op een apparaat. In de buitendiffusor. 1 is symmetrisch ten opzichte van de hartlijn ervan de binnendiffusor 4 aangebracht. Beze is met behulp van een 20 aantal afstandsteunen 5 stevig in de buitendiffusor verankerd.
Het is van voordeel om de afstandsteunen 5 stroomlijnvormig uit te voeren. In plaats van de afstandstukken 5 kan de binnendiffusor ook op andere wijze gelocaliseerd worden in de buitendiffusor 1.
He wand van de binnendiffusor 4 loopt in hoofdzaak evenwijdig 25 aan de wand van de buitendiffusor 1. Tussen de beide wanden bevindt zich een spleet 13» welke in hoofdzaak een constante breedte heeft over zijn gehele lengte, gezien in stromings-richting. He aanstroomopening 9 van de binnendiffusor heeft een zeer bepaalde breedte- of diameterverhouding ten opzichte 30 van de breedte of diameter van de toevoerleiding 2. Heze verhouding is verschillend al naargelang de diffusor tweedimensionaal of driedimensionaal uitgevoerd is. Be lengte 1 van de binnendiffusor 4 is geringer dan de lengte L van de buitendiffusor 1. He aanstroomopening 9 ligt op een zekere afstand 35 stroomafwaarts ten opzichte van de knik 11 tussen de toevoer- 7811364 6 leiding 2 en de buitendiffusor 1. Deze afstand a is wederom afhankelijk ervan of de diffusor twee- of driedimensionaal uitgevoerd is, en is tevens afhankelijk van de grootte van de tophoek van de diffusor. Evenzo is de verhouding van de heide lengten 1 : L afhankelijk van genoemde tophoek van de diffusor. ^
Met het oog op de grafieken volgens fig. 4 en 5 is schematisch in fig. 1 erop gewezen, dat de toestroming door de leiding 2 naar de diffusor mede gekenmerkt wordt door een bepaalde statische druk P en een snelheid V.
In fig. 2 is een doorsnede van een diffusor weergegeven, *Iq welke enige verfijningen vertoont ten opzichte van die van fig. 1. Tevens is in de bovenhelft van de figuur een driedimensionale diffusor weergegeven met oirkelvormige doorsnede, terwijl in de benedenhelft een doorsnede door een rechthoekige diffusor is afgebeeld. De binnendiffusor 4 is aan zijn binnen-zijde uitgevoerd met een vleugelprofiel ten einde de stroming door het inwendige van de binnendiffusor beter te geleiden.
De stroming zal de wand 6 minder snel loslaten dan volgens de eenvouftger uitvoering van fig. 1. Het is daarbij van belang dat het stuwpunt 9 van de binnendiffusor voldoet aan dezelfde 20 eisen als eerder beschreven, onder andere wat betreft zijn afstand a stroomafwaarts ten opzichte van het begin van de buitendiffusor 1 en wat betreft zijn diameter- of breedtever-houding ten opzichte van de diameter of breedte van de toevoer-leiding 2. Voor het overige komt de diffusor volgens fig. 2 25 overeen met die van fig. 1.
In fig. 3 is een rechter aanzicht van de diffusor van fig.
2 afgebeeld, eveneens in driedimensionale cirkelvormige uitvoering in de bovenhelft en rechthoekig tweedimensionaal in de benedenhelft. De rechthoekige uitvoeringsvorm in de beneden- 50 helft wordt aan beide einden afgesloten door een wand 8, waarvan er slechts één is weergegeven. De totale lengte van de diffusor bedraagt H.
In de beide figuren 2 en 3 is een verder alternatief weergegeven, namelijk een inrichting voor het opwekken van kurke- ^5 trekkerwervels (vortex) ter plaatse van de instroming van de binnendiffusor. Deze vortexgeneratoren 7 kunnen de vorm hebben 7811364

Claims (6)

1. Diffusor voor een stromend medium, met een tophoek groter dan circa 15° (driedimensionaal) respectievelijk 20° (tweedimensionaal), waarin symmetrisch ten opzichte van de hartlijn respectievelijk het middenvlak, een binnendiffusor zo- 15 danig is geplaatst, dat door de tussen de beide diffusoren gevormde spleet een belangrijk deel van de binnentredende stroom wordt geleid, met het kenmerk, dat de wanden van de binnendiffusor (4) in hoofdzaak evenwijdig lopen aan die van de buitendiffusor (l) en glad en gesloten zijn, dat de 20 spleet (13) tussen de beide diffusoren (1, 4) ook aan de uit-stroomzijde open is, en dat de binnendiffusor (4) aan zijn aanstroomzijde (9) geheel open is en een aanstrooivdoortocht heeft welke circa de helft bedraagt van de doortocht van de toevoerleiding/ter plaatse van ^ de overgang naar de buitendiffusor (l).
2. Diffusor volgens conclusie 1, met het ken merk, dat - gezien in stromingsrichting - de binnendiffusor korter is dan de buitendiffusor, waarbij de lengte (l) van de binnendiffusor van circa 1/3 tot circa 3/4 van de lengte (l) 30 van de buitendiffusor bedraagt.
3. Diffusor volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat - gezien in stromingsrichting - de aanstroomopening van de binnendiffusor zich op een afstand (a) van circa 0,05 - 0,2 D (driedimensioneel) 35 respectievelijk circa 0,05 - 0,2 B (tweedimensionaal) stroomaf- 7311354 waarts bevindt ten opzichte van het begin van de buitendiffusor.
4. Diffusor volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat - in stromingsrich-ting gezien - de binnenwand van de binnendiffusor geprofileerd is. 5
5. Diffusor volgens één of meer van de voorgaande con clusies, met het kenmerk, dat op het inwendige oppervlak van de binnendiffusor nabij de aanstroomrand vortex-generatoren (kurketrekker-wervel-opwekkers) zodanig zijn aangebracht, dat deze op onderling gelijke afstanden om en om 10 links- en rechts draaiende kurketrekker-wervels opwekken, en dat deze generatoren uit schoepen of schotten bestaan en/of als groeven of kanalen in het materiaal van de binnendiffusor zijn aangebraoht.
6. Diffusor volgens één of meer van de voorgaande con- 15 clusies, met het kenmerk, dat - gezien in stro-mingsrichting - de buiten- en de binnendiffusor van een cirkelvormige doorsnede geleidelijk overgaat in een elliptische, ovale, rechthoekige of vierkante doorsnede, of omgekeerd. 7811364
NL7811364A 1978-11-17 1978-11-17 Diffusor in het bijzonder met grote tophoek. NL7811364A (nl)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7811364A NL7811364A (nl) 1978-11-17 1978-11-17 Diffusor in het bijzonder met grote tophoek.
JP14783679A JPS5572901A (en) 1978-11-17 1979-11-16 Fluid diffuser
SE7909509A SE7909509L (sv) 1978-11-17 1979-11-16 Fluidumdiffusor med stor toppvinkel
FR7928284A FR2441752A1 (fr) 1978-11-17 1979-11-16 Diffuseur pour fluides a grand angle au sommet
BE0/198139A BE880075A (nl) 1978-11-17 1979-11-16 Diffusor in het bijzonder met grote tophoek
GB7939792A GB2037006A (en) 1978-11-17 1979-11-16 Fluid diffuser assembly
DE19792946368 DE2946368A1 (de) 1978-11-17 1979-11-16 Diffusor fuer ein fluides medium, der insbesondere einen grossen scheitelwinkel aufweist

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7811364A NL7811364A (nl) 1978-11-17 1978-11-17 Diffusor in het bijzonder met grote tophoek.
NL7811364 1978-11-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL7811364A true NL7811364A (nl) 1980-05-20

Family

ID=19831916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL7811364A NL7811364A (nl) 1978-11-17 1978-11-17 Diffusor in het bijzonder met grote tophoek.

Country Status (7)

Country Link
JP (1) JPS5572901A (nl)
BE (1) BE880075A (nl)
DE (1) DE2946368A1 (nl)
FR (1) FR2441752A1 (nl)
GB (1) GB2037006A (nl)
NL (1) NL7811364A (nl)
SE (1) SE7909509L (nl)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3515936A1 (de) * 1985-05-03 1986-11-06 Deutsche Vortex GmbH, 4050 Mönchengladbach Entlueftungsvorrichtung
EP0244335B1 (en) * 1986-04-30 1992-01-15 United Technologies Corporation Diffuser
YU111888A (en) * 1987-12-15 1990-12-31 United Technologies Corp Wrinkled plate with whirl generator
US5230656A (en) * 1992-08-05 1993-07-27 Carrier Corporation Mixer ejector flow distributor
EP1970539A1 (de) * 2007-03-13 2008-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Diffusoranordnung
JP7368260B2 (ja) * 2020-01-31 2023-10-24 三菱重工業株式会社 タービン
DE102021115885A1 (de) 2021-06-18 2022-12-22 Endress+Hauser Flowtec Ag Strömungsgleichrichter

Also Published As

Publication number Publication date
DE2946368A1 (de) 1980-05-29
GB2037006A (en) 1980-07-02
BE880075A (nl) 1980-05-16
JPS5572901A (en) 1980-06-02
SE7909509L (sv) 1980-05-18
FR2441752A1 (fr) 1980-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3039736A (en) Secondary flow control in fluid deflecting passages
US5813828A (en) Method and apparatus for enhancing gas turbo machinery flow
KR970702113A (ko) 침지된 입구를 갖는 노즐(submerged entry nozzle)
NL7811364A (nl) Diffusor in het bijzonder met grote tophoek.
KR20030071877A (ko) 표면홈 구조
US4080997A (en) Flow straightener for a liquid flow
FI117292B (fi) Paperikoneen tai vastaavan perälaatikko
DE588113C (de) Leitflaechenanordnung fuer offene und geschlossene Kanaele
US20240110350A1 (en) Fish guidance structure
CA1076864A (en) Headbox flow controls
RU2413562C2 (ru) Устройство входа текучей среды для аппарата
US20150086327A1 (en) Spent Flow Discharge Apparatus for an Instream Fluid Power-Extraction Machine
JP3677212B2 (ja) 境界層内へ排出される流体の散逸(エネルギー損失)速度を減少させるための方法及び装置
DE1928582A1 (de) Diffusor
RU2536572C2 (ru) Входное устройство центробежного вентилятора
US20020117224A1 (en) Conduit bundle for controlling fluid flow
US6349734B1 (en) Method for reducing dissipation rate of fluid ejected into boundary layer
US9765793B2 (en) Fan impeller blade
US20020003002A1 (en) Apparatus for reducing dissipation rate of fluid ejected into boundary layer
Toyoda et al. Three-dimensional vortical structure and mixing mechanism of a circular jet
Rajaratnam Erosion by circular wall jets in cross flow
Livesey et al. The effect of velocity profile decay on shear flow in diffusers
US20020002994A1 (en) Method for reducing dissipation rate of fluid ejected into boundary layer
Stojkovski et al. CFD Study of Radial Guide Vane Cascade with Convex and Concave Blade Sets for Variable Speed Francis Turbines
US9422665B2 (en) Headbox apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed