[發(fā)明專利]一種控制低雷諾數(shù)U型彎管流動(dòng)分離的變截面方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610031790.9
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105587959B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳陽威;王菁;陸利蓬;張?jiān)埔?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: F16L43/00
• 分類號: F16L43/00;F15D1/02
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• 代理人: 暫無信息

1.一種低雷諾數(shù)U型彎管，其特征在于：

低雷諾數(shù)的U型管路進(jìn)口為低雷諾數(shù)的層流流動(dòng)，通過進(jìn)行變截面的收縮和擴(kuò)張，達(dá)到改變流態(tài)和局部逆壓梯度的目的，從而抑制分離，

其中，低雷諾數(shù)U型管的中軸線不變，為恒定值；

根據(jù)體積流量Q公式：

根據(jù)雷諾數(shù)Re公式：

其中U為管流的平均速度,D為管路的截面直徑，υ為管路內(nèi)流體的運(yùn)動(dòng)粘度系數(shù)；

根據(jù)公式(1.1)和(1.2)可以得到以下關(guān)系式：

公式(1.3)給出了流量不變情況下，雷諾數(shù)和截面直徑間的關(guān)系；

根據(jù)以上公式(1.3)，可以通過改變截面直徑D，從而改變管內(nèi)流動(dòng)Re，達(dá)到改變流態(tài)，抑制流動(dòng)分離的目的；

在上游直管段，距離彎曲段的進(jìn)口截面一定長度的上游截面開始進(jìn)行收縮，截面直徑D逐漸減小，雷諾數(shù)Re逐漸增加，使流動(dòng)從層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鳎?/p>

在彎曲段進(jìn)行進(jìn)一步收縮，截面直徑D繼續(xù)減小，一方面繼續(xù)增加雷諾數(shù)Re，一方面減小局部逆壓梯度；

在下游直管段，從彎曲段出口截面至下游某一截面，截面直徑D逐漸擴(kuò)張到原來直徑的大小，使雷諾數(shù)逐漸恢復(fù)至進(jìn)口雷諾數(shù)，逐漸成為層流，有效利用層流的摩擦損失小的特性；

所述收縮和擴(kuò)張段都是平滑過渡。