[发明专利]一种用于通风空调风管的低阻力分流三通构件

说明书

本发明公开了一种用于通风空调风管的低阻力分流三通构件，包括直通管和旁支管，所述旁支管设置在直通管一侧并与直通管连通，旁支管设置的位置与直通管形成分流，所述三通构件还包括设置在直通管中的一导流片，所述导流片为一平板且位于旁支管在直通管上的开口处。本发明在传统分流三通构件的直通管中设置一导流片，该导流片为一平板且位于旁支管在直通管上，从而降低了流体形变，转化为内能的机械能降低，湍流耗散率明显降低。通过本发明的以分流三通为代表的减阻降耗研究，对能源的利用率、减阻节能有重要的工程意义，另外，还能够在本发明的基础上，通过探讨减阻机理为其他通风空调管道局部构件的减阻问题提供思路。

技术领域

本发明属于空调管道系统技术领域，具体涉及一种三通构件，特别是一种用于通风空调风 管的低阻力分流三通构件。

背景技术

通风空调管道系统在当代建筑得到了广泛的应用。然而，现有的通风空调管道系统存在严 重的能耗问题。在通风空调的管道系统中，局部阻力占通风空调管道系统总阻力的40％～60％， 阻力问题引起的风机能耗占建筑总能耗比例约为15％～30％，而建筑能耗约占全球能耗40％。 由此可见，通风空调管道中局部构件引起的能耗损失巨大，优化现有通风空调统局部构件，对 于节能减排、提高能源的利用率有重要作用。分流三通是通风空调领域中重要的空气分流输配 装置，同时，三通在建筑物中的数量众多，导致体量巨大，因其产生的局部阻力所引起的能耗 问题同样巨大，值得进行关注。

目前，局部构件减阻技术中，通过导流片进行减阻是重要方式之一，其原理是通过固体壁 面对流体涡旋进行分割，将大涡旋分解为小涡旋，从而降低局部构件中的流体阻力。现有国内 外已经针对导流叶片进行了大量研究。ITO(1966)通过实验手段研究了不同导流叶片位置对弯 管阻力的影响，研究表明，导流叶片位置有一个最优值，且其最优值并不是弯管的中心位置。 Haskew(1997)针对导流叶片对圆管80°弯头的减阻作用进行研究，结果表明不合理导流叶片设 置形式会显著增加流体阻力。Eisinger(2003)分析了不同导流叶片数目对弯管减阻效果的影响。 研究表明导流叶片个数有最优值，当导流叶片大于3时，叶片个数对减阻效果基本没有贡献。 MODI(2004)研究了不同曲率半径(R/d)条件下，导流叶片对弯管的减阻作用。研究发现曲率半 径越大，导流叶片作用越明显。Sun(2012)运用数值模拟方法研究了90°弯头下有无导流片对 圆管的影响，分析了流场特性，提出了弯管设置导流片的最佳位置。Zhang(2013)通过数值模 拟手段研究了充分发展流条件下导流叶片对单个弯管的减阻作用。Juraeva(2016)通过数值模拟 与实际应用的方法研究了地铁隧道中导流叶片对通风管道均匀流动的影响，表明两侧导流片的 安装使管道中的流动更均匀，获得了均匀的流量。以上文献可知，通过对弯头加装导流片能够 减小阻力，然而通过文献的搜索，少发现针对三通加装导流叶片。

Gan(2000)运用数值模拟的方法研究了旁支管V＝10m/s下分流与合流三通的局部阻力系 数，结果与文献中数据基本吻合，表明连接处的局部阻力系数与旁支管占总管的总流量有关。 Zmrhal(2009)运用数值模拟方法研究了特定尺寸下通风管道不同局部构件的局部损失系数， 比较了模拟结果与普遍接受的公开数据，表明了一些文献不推荐用于实际计算Ai(2013)运用数 值模拟和实验的方法研究了通风长5.75m管道中配件的压力损失，通过达西公式来解释管道工 程中流体的摩擦损失的原因，提出了预测压力损失的数值模拟方法。Smyk(2017)通过数值模拟 的方法研究了直径400mm通风管道的管状导流片对流动稳定性的影响，分析了带有和不带有 管状导流片在管道中的稳定距离和速度轮廓。分析以上文献可知，针对通风管道的研究大多前 提为某一特定流量、特定尺寸，未研究其他流量尺寸下的减阻效果，然而在实际工程的复杂性 导致流量(流速)、高宽多变，这些研究成果在实际应用中有一定的局限性。

对于管道阻力的认知，一般由达西公式压降表达形式：