[發(fā)明專利]一種用于通風(fēng)空調(diào)風(fēng)管的低阻力分流三通構(gòu)件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810119080.0
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108386983B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高然;劉凱凱;李安桂;方智宇;魚晟睿;魚向榮
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: F24F13/02
• 分類號: F24F13/02
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 王芳

本發(fā)明公開了一種用于通風(fēng)空調(diào)風(fēng)管的低阻力分流三通構(gòu)件，包括直通管和旁支管，所述旁支管設(shè)置在直通管一側(cè)并與直通管連通，旁支管設(shè)置的位置與直通管形成分流，所述三通構(gòu)件還包括設(shè)置在直通管中的一導(dǎo)流片，所述導(dǎo)流片為一平板且位于旁支管在直通管上的開口處。本發(fā)明在傳統(tǒng)分流三通構(gòu)件的直通管中設(shè)置一導(dǎo)流片，該導(dǎo)流片為一平板且位于旁支管在直通管上，從而降低了流體形變，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的機(jī)械能降低，湍流耗散率明顯降低。通過本發(fā)明的以分流三通為代表的減阻降耗研究，對能源的利用率、減阻節(jié)能有重要的工程意義，另外，還能夠在本發(fā)明的基礎(chǔ)上，通過探討減阻機(jī)理為其他通風(fēng)空調(diào)管道局部構(gòu)件的減阻問題提供思路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空調(diào)管道系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三通構(gòu)件，特別是一種用于通風(fēng)空調(diào)風(fēng) 管的低阻力分流三通構(gòu)件。

背景技術(shù)

通風(fēng)空調(diào)管道系統(tǒng)在當(dāng)代建筑得到了廣泛的應(yīng)用。然而，現(xiàn)有的通風(fēng)空調(diào)管道系統(tǒng)存在嚴(yán) 重的能耗問題。在通風(fēng)空調(diào)的管道系統(tǒng)中，局部阻力占通風(fēng)空調(diào)管道系統(tǒng)總阻力的40％～60％， 阻力問題引起的風(fēng)機(jī)能耗占建筑總能耗比例約為15％～30％，而建筑能耗約占全球能耗40％。 由此可見，通風(fēng)空調(diào)管道中局部構(gòu)件引起的能耗損失巨大，優(yōu)化現(xiàn)有通風(fēng)空調(diào)統(tǒng)局部構(gòu)件，對 于節(jié)能減排、提高能源的利用率有重要作用。分流三通是通風(fēng)空調(diào)領(lǐng)域中重要的空氣分流輸配 裝置，同時，三通在建筑物中的數(shù)量眾多，導(dǎo)致體量巨大，因其產(chǎn)生的局部阻力所引起的能耗 問題同樣巨大，值得進(jìn)行關(guān)注。

目前，局部構(gòu)件減阻技術(shù)中，通過導(dǎo)流片進(jìn)行減阻是重要方式之一，其原理是通過固體壁 面對流體渦旋進(jìn)行分割，將大渦旋分解為小渦旋，從而降低局部構(gòu)件中的流體阻力。現(xiàn)有國內(nèi) 外已經(jīng)針對導(dǎo)流葉片進(jìn)行了大量研究。ITO(1966)通過實(shí)驗(yàn)手段研究了不同導(dǎo)流葉片位置對彎 管阻力的影響，研究表明，導(dǎo)流葉片位置有一個最優(yōu)值，且其最優(yōu)值并不是彎管的中心位置。 Haskew(1997)針對導(dǎo)流葉片對圓管80°彎頭的減阻作用進(jìn)行研究，結(jié)果表明不合理導(dǎo)流葉片設(shè) 置形式會顯著增加流體阻力。Eisinger(2003)分析了不同導(dǎo)流葉片數(shù)目對彎管減阻效果的影響。 研究表明導(dǎo)流葉片個數(shù)有最優(yōu)值，當(dāng)導(dǎo)流葉片大于3時，葉片個數(shù)對減阻效果基本沒有貢獻(xiàn)。 MODI(2004)研究了不同曲率半徑(R/d)條件下，導(dǎo)流葉片對彎管的減阻作用。研究發(fā)現(xiàn)曲率半 徑越大，導(dǎo)流葉片作用越明顯。Sun(2012)運(yùn)用數(shù)值模擬方法研究了90°彎頭下有無導(dǎo)流片對 圓管的影響，分析了流場特性，提出了彎管設(shè)置導(dǎo)流片的最佳位置。Zhang(2013)通過數(shù)值模 擬手段研究了充分發(fā)展流條件下導(dǎo)流葉片對單個彎管的減阻作用。Juraeva(2016)通過數(shù)值模擬 與實(shí)際應(yīng)用的方法研究了地鐵隧道中導(dǎo)流葉片對通風(fēng)管道均勻流動的影響，表明兩側(cè)導(dǎo)流片的 安裝使管道中的流動更均勻，獲得了均勻的流量。以上文獻(xiàn)可知，通過對彎頭加裝導(dǎo)流片能夠 減小阻力，然而通過文獻(xiàn)的搜索，少發(fā)現(xiàn)針對三通加裝導(dǎo)流葉片。

Gan(2000)運(yùn)用數(shù)值模擬的方法研究了旁支管V＝10m/s下分流與合流三通的局部阻力系 數(shù)，結(jié)果與文獻(xiàn)中數(shù)據(jù)基本吻合，表明連接處的局部阻力系數(shù)與旁支管占總管的總流量有關(guān)。 Zmrhal(2009)運(yùn)用數(shù)值模擬方法研究了特定尺寸下通風(fēng)管道不同局部構(gòu)件的局部損失系數(shù)， 比較了模擬結(jié)果與普遍接受的公開數(shù)據(jù)，表明了一些文獻(xiàn)不推薦用于實(shí)際計(jì)算Ai(2013)運(yùn)用數(shù) 值模擬和實(shí)驗(yàn)的方法研究了通風(fēng)長5.75m管道中配件的壓力損失，通過達(dá)西公式來解釋管道工 程中流體的摩擦損失的原因，提出了預(yù)測壓力損失的數(shù)值模擬方法。Smyk(2017)通過數(shù)值模擬 的方法研究了直徑400mm通風(fēng)管道的管狀導(dǎo)流片對流動穩(wěn)定性的影響，分析了帶有和不帶有 管狀導(dǎo)流片在管道中的穩(wěn)定距離和速度輪廓。分析以上文獻(xiàn)可知，針對通風(fēng)管道的研究大多前 提為某一特定流量、特定尺寸，未研究其他流量尺寸下的減阻效果，然而在實(shí)際工程的復(fù)雜性 導(dǎo)致流量(流速)、高寬多變，這些研究成果在實(shí)際應(yīng)用中有一定的局限性。

對于管道阻力的認(rèn)知，一般由達(dá)西公式壓降表達(dá)形式：