[實(shí)用新型]一種采用漸擴(kuò)進(jìn)水管、進(jìn)出水管非對(duì)稱布置的集分水器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320646831.7
• 申請(qǐng)日: 2013-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN203517122U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仇寶云;賀淑全;馮曉莉;皮京;楊龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號(hào): F16L41/03
• 分類號(hào): F16L41/03
• 代理公司: 揚(yáng)州蘇中專利事務(wù)所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種集分水器，具體說來涉及一種采用漸擴(kuò)進(jìn)水管、進(jìn)出水管非對(duì)稱布置的集分水器，屬于供水、供熱領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，工程上采用的集分水器進(jìn)、出水管通常采用等徑直管。等徑直管與中間集分水器罐連接結(jié)構(gòu)簡單，但由于進(jìn)水管進(jìn)入集分水器罐的直徑較小，輸水進(jìn)入集分水器罐的流速和動(dòng)量較大，且過流斷面突然擴(kuò)大，產(chǎn)生大范圍的脫流旋渦，流動(dòng)極不穩(wěn)定，進(jìn)水管出流對(duì)集分水器罐沖擊嚴(yán)重，旋渦造成集分水器振動(dòng)加劇，集分水器固定支座及集分水器罐與管道本身容易損壞。集分水器進(jìn)出水管道布置不合理時(shí)，集分水器罐內(nèi)部水流容易發(fā)生對(duì)沖，導(dǎo)致水流能量損失嚴(yán)重。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述現(xiàn)有集分水器存在的不足，通過理論分析和流動(dòng)數(shù)值模擬進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提供一種結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行安全穩(wěn)定、高效的采用漸擴(kuò)進(jìn)水管、進(jìn)出水管非對(duì)稱布置的集分水器。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種采用漸擴(kuò)進(jìn)水管、進(jìn)出水管非對(duì)稱布置的集分水器，如圖3所示，按水流順序，包括等直進(jìn)水管、漸擴(kuò)管、集分水器罐、出水管四部分。其特征在于，在所述等直進(jìn)水管與集分水器罐連接的末端采用漸擴(kuò)管，漸擴(kuò)管出口直徑大于進(jìn)口直徑，漸擴(kuò)管進(jìn)口直徑與等徑進(jìn)水管直徑相同，漸擴(kuò)管出口直徑小于或稍小于集分水器罐直徑，漸擴(kuò)管雙邊擴(kuò)散角為8°～16°。等徑進(jìn)水管連接漸擴(kuò)管進(jìn)口，漸擴(kuò)管出口連接集分水器罐。

本實(shí)用新型在集分水器進(jìn)水管末端采用漸擴(kuò)管與集分水器罐連接，保證漸擴(kuò)管既具有足夠的擴(kuò)散角，隨著漸擴(kuò)管過流面積不斷增大，漸擴(kuò)管內(nèi)水流流速不斷減小，在漸擴(kuò)管出口處水流流速最小，并且出流呈漸擴(kuò)狀，減小了出水管出水進(jìn)入集分水器罐的流速，從而減小其對(duì)集分水器罐的撞擊，又保證不致產(chǎn)生較大的擴(kuò)散水頭損失。另一方面，由于通過漸擴(kuò)管進(jìn)入集分水器罐的水流流速大大減小，并且進(jìn)入集分水器罐的為漸擴(kuò)形水流，大大減小了采用等直進(jìn)水管時(shí)集分水器罐內(nèi)因過流斷面突然擴(kuò)大造成的脫流旋渦的強(qiáng)度。

集分水器設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)、出水管非對(duì)稱布置連接在集分水器罐壁上，要求從進(jìn)水管流出進(jìn)入集分水器罐的水流在集分水器罐內(nèi)沿相同方向流向出水管進(jìn)口進(jìn)入出水管，避免運(yùn)行時(shí)集分水器罐內(nèi)水流發(fā)生對(duì)沖、消耗能量。

該實(shí)用新型能夠有效減輕集分水器運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)，提高輸水效率，確保集分水器輸水裝置安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，特別適用于集分水器不能牢固固定的場(chǎng)所。

運(yùn)用ANSYS?CFX軟件，采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型數(shù)值計(jì)算普通集分水器、采用漸擴(kuò)管的集分水器以及增大集分水器罐直徑的集分水器內(nèi)部流場(chǎng)。通過分析集分水器內(nèi)部流場(chǎng)，進(jìn)一步分析進(jìn)水管出口處水流對(duì)集分水器振動(dòng)影響。

本實(shí)用新型的集分水器可廣泛應(yīng)用于暖通和供水等工程，應(yīng)用證明，采用漸擴(kuò)進(jìn)水管的集分水器振動(dòng)明顯減弱，甚至消失，確保了集分水器穩(wěn)定、安全和可靠運(yùn)行，同時(shí)進(jìn)、出水管非對(duì)稱布置減小了水力損失，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

集分水器內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值計(jì)算方法包括以下幾個(gè)步驟：

A.根據(jù)采用漸擴(kuò)管的集分水器、普通集分水器以及增大集分水器罐直徑的集分水器具體尺寸，采用上述不同形式集分水器數(shù)值計(jì)算模型，其中圖2進(jìn)出水管直徑為0.2m、集分水器罐直徑為0.35m，圖3進(jìn)出水管直徑為0.2m、集分水器罐直徑為0.5m。

B.對(duì)已經(jīng)建立的幾何模型進(jìn)行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，在進(jìn)、出水管道與集分水器罐銜接處局部加密。

C.數(shù)值計(jì)算的控制方程包括連續(xù)性方程、動(dòng)量守恒方程，采用k-ε湍流模型。

連續(xù)性方程∂ρ∂t+▿·(ρu)=0---(1)]]>