[发明专利]异径减阻管道

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道，尤其是一种异径减阻管道。

背景技术

各种交通工具在运行过程中必须消耗大量能源克服空气、水等流体的阻力。据2006年的统计，仅全世界海洋运输业每年大约要消耗21亿桶石油，排放10亿吨二氧化碳，航空工业每年消耗的燃料也在15亿桶左右，因此减小流体阻力对节能减排具有重要意义。

早在20世纪30年代人们就开始研究减阻问题，且进展十分迅速，迄今为止，人们已经开发出许多种减阻技术，如肋条减阻、微气泡减阻、涂层减阻、壁面振动减阻、添加剂减阻、联合减阻等，并且获得了一些成功的应用。然而由于流体运动的复杂性，许多减阻技术的减阻机理尚不完全清楚，减阻理论研究还需要进一步完善与发展，另外尽管目前人们已经提出相当多的减阻方案，但能方便应用于实际并取得较高减阻效果的并不多见，有必要进一步开拓思路，发展新的减阻技术。管道的能量损失主要集中在沿程阻力和局部阻力，对于沿程阻力，目前减阻技术已经发展成熟，而且改变沿程阻力的成本也比较大，而工业管道的各类附件，如阀门、弯管、分岔道突然扩大或缩小管，都会产生很多局部水头损失。如果能找到降低局部阻力的方法，减少甚至消除各类附件的阻力，将会给管道运输产生很大的减阻节能效果。

发明内容

为了克服上述现有产品的不足，本发明的目的在于提供一种异径减阻管道，它采用在粗管道和细管道连接处设有一个环形机翼。

为了实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种异径减阻管道，其特征在于：它由粗管道、细管道、机翼构成；所述的粗管道和细管道为圆柱形；所述的机翼为环形，纵切面外侧为弧线，内侧面为直线,机翼固定在粗管道和细管道连接处内部，和管道中心线成四十度角。

本发明的有益效果是：能够减小流体从大直径管道流进小直径管道时所受的局部阻力，减阻效果明显，有效降低了管道局部破损的可能性，加工固定方便，便于大范围使用。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明结构图

图2为本发明剖视图

图3为本发明侧视图剖视图

图中1-粗管道、2-细管道、3-机翼。

具体实施方式

在图1、图2、图3所示的第一实施例中，一种异径减阻管道，其特征在于：它由粗管道、细管道、机翼构成；所述的粗管道和细管道为圆柱形；所述的机翼为环形，纵切面外侧为弧线，内侧面为直线。

在图1、图2、图3所示的第二实施例中，所述的细管道和粗管道端面中心相连，用来输送各种流体，便于流体的输送；所述的机翼固定在粗管道和细管道连接处内部，和管道中心线成四十度角，经Fluent仿真分析和模型试验表明，环形机翼攻角为四十度时减阻效果最佳，流体在流动时受到两种阻力：沿程阻力和局部阻力，在工业生产和日常生活中，管道中经常会安装各类附件，流体在管道直径突然缩小时，会遭到破坏，引起流速分布的急剧变化，产生漩涡，从而形成形状阻力和摩擦阻力，即局部阻力，由此产生局部水头损失，要减小流体从直径较大的管道流进直径较小的管道时受到的较大局部阻力，利用机翼能够产生升力从而改变流体场的内部压力分布的知识，在大直径管道和小直径管道的结合部加入一个切面是机翼形状的环状物体以改变流场内部压力分布情况，达到减小局部阻力的目的，机翼的内侧面近似于直线，外侧面为弧线，流体流过机翼时会产生阻力和升力，其产生升力的原理可通过牛顿第三定律和伯努利定律来解释，在一个流体系统中，流速越快，流体产生的压力就越大，机翼的弧线一侧较直线一侧路程更远，所以流体流过机翼外侧面时的速度更大，根据伯努利定律可知机翼外侧面压力小于内侧面的压力，利用这个压力差来改变管道突然缩小处的压力分布，尽量减少漩涡的形成甚至不产生漩涡，以减少局部阻力，表一为Fluent仿真结果对比，表二为模型试验结果对比：