[發明專利]一種促進層流向紊流發展的預制件及使用方法

在審

• 申請號: 201610195268.4
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105749776A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 張剛;王詠;馮江;邊紅楓;王肇鈞;曲蛟;朱遂一;何欣;鄧光怡;肖婷婷;王娟紅
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: B01F5/06
• 分類號: B01F5/06;B01F1/00;C02F1/00
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 托婭

本申請提供一種促進層流向紊流發展的預制件及使用方法，所述預制件由多個單體組成，所述單體由單體本體、鏤空部、輻條部、連接孔組成，所述單體的橫截面為正八邊形，所述單體的橫截面由外緣正八邊形、中部正八邊形、內緣正八邊形組成，所述中部正八邊形與內緣正八邊形構成的兩個八邊形為鏤空部的截面。所述預制件改變了河流層流狀態，增加了紊流形成概率，通過壅水提升水體勢能并將其轉化成水體動能，使得河流中溶解氧復氧速度增加，促進水體自凈過程，增強水體水環境質量。

技術領域

本申請涉及水利工程領域，具體涉及一種促進層流向紊流發展的預制件及使用方法。

背景技術

流體的流動狀態，由于存在粘滯性，分為層流和紊流。液體質點作有條不紊的運動，彼此不相混摻的形態稱為層流。液體質點作不規則運動、互相混摻、軌跡曲折混亂的形態叫做紊流。它們傳遞動量、熱量和質量的方式不同：層流通過分子間相互作用，紊流主要通過質點間的混摻。紊流的傳遞速率遠大于層流。水利工程所涉及的流動，一般為紊流。

當流體流速很小時，液體分層流動，互不混合，稱為層流。紊流又稱湍流，表現為水體擾動增強，有利于大氣向河流水體中溶解氧氣，并進一步向水面以下水體深層傳遞溶解氧，從而有助于水體自凈過程，改善和增強水體質量。

水體復氧對水中有機污染物遷移、擴散、降解整個水體自凈過程具有直接影響，并關系水體質量的好壞，而大氣復氧是河流水體中溶解氧的重要來源。目前，國內外河湖富氧技術方法主要分為機械動力型和工程結構型。機械動力型復氧主要是向水中充空氣和向水中充純氧的曝氣系統，包括鼓風機—微孔布氣管曝氣系統、純氧—微孔管曝氣系統、純氧——混流增壓系統、葉輪吸氣推流式曝氣器、水下射流曝氣設備等。工程結構型復氧主要包括采用不同形式的水工建筑物、水土建筑物溢流壩面加糙、接觸氧化透水堤壩、跌水曝氣充氧等水力學方法。

機械動力型復氧方法效率高，但是在運行過程中，消耗能源較多、影響水溫、產生噪聲大，易產生二次污染，運行成本昂貴、移動性差、設備維護繁瑣不便。現有的工程結構型復氧方法復氧能耗和效率相對較低，而且工程造價昂貴、占地面積大，對地形地勢要求較高、局限性較大。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種促進層流向紊流發展的預制件，所述預制件由多個單體組成，所述單體由單體本體、鏤空部、輻條部、連接孔組成，所述單體的橫截面為正八邊形，所述單體的橫截面由外緣正八邊形、中部正八邊形、內緣正八邊形組成，所述中部正八邊形的頂邊、底邊上的點分別與相應的內緣正八邊形的頂邊、底邊上的點連接，去除所述中部正八邊形與內緣正八邊形組成的輻條部的頂邊與底邊，所述中部正八邊形與內緣正八邊形構成的兩個八邊形為鏤空部的截面。

進一步，所述單體的橫截面為軸對稱結構，所述外緣正八邊形、中部正八邊形、內緣正八邊形同心同軸。

進一步，所述單體構成單體組合，所述單體組合構成預制件。

進一步，所述預制件的單體本體由載體預制體、水燒制組成。

進一步，所述載體預制體由硅藻土、粘土、煤粉組成。

進一步，所述硅藻土、粘土、煤粉的比例為7:2:1。

進一步，所述預制件的單體通過固定件經連接孔沿著縱向軸連接。

進一步，所述固定件為繩索或棒狀物。

本申請還提出一種促進層流向紊流發展的預制件的使用方法，包括如下步驟：

S1、將四個單體組合構成單體組合；

S2、將連接好的單體組合在水平和垂向上進行連接，組成預制件；

S3、將組裝好的預制件放入放置于河道中。

進一步，所述步驟S1包括如下子步驟：