[发明专利]一种通风管道

说明书

一种通风管道，整体呈两端开口的空心四棱柱结构，包括依次同轴设置的进风段、变径段和出风段，通风管道内的风向由进风段到变径段再到出风段，进风段和出风段的径向截面均为矩形，变径段包括相对设置的第一凹面和第二凹面，第一凹面的母线和第二凹面的母线轴对称，第一凹面的母线如式变径段还包括相对设置的第一凸面和第二凸面，第一凸面的母线和第二凸面的母线轴对称。通过对部件结构的合理设置，通过对第一凹面母线和第二凹面母线的优化，同时配合第一凸面和第二凸面，减小变径湍流最大处的边界层高度，降低变径的能量耗散，减阻率最高可达50.61％；填补目前通风管变径结构研究的空白，为通风系统的减阻拓展新思路，为相关手册的制定提供新的依据。

技术领域

本发明属于通风管道降阻技术领域，具体涉及一种通风管道。

背景技术

由于经济增长及人民生活水平的提高，建筑行业已成为全球耗能最大的行业，建筑耗能约占全球总能耗的三分之一以上，部分发达国家占比甚至超过 40％。随着人们不断关注建筑本身的功能性和舒适性，通风空调系统已成为现代建筑不可或缺的组成部分，然而通风空调在建筑能耗中的占比不断升高，现约占30-50％，而其中的风机能耗又占了通风系统能耗的30-50％。因此，降低通风空调系统能耗，提高通风空调系统能效，已成为现阶段迫在眉睫的主要问题之一。

目前通过改变局部构件形式达到通风空调系统减阻降耗的目的多有研究，如针对阀门的相关研究、分流三通的相关研究、汇流三通的相关研究、导流叶片的相关研究以及弯头的相关研究等；为继续完善局部构件系列研究，本发明致力于变径的减阻研究。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种通风管道，通过对部件结构的合理设置，通过对第一凹面母线和第二凹面母线的优化，同时配合第一凸面和第二凸面，减小了变径湍流最大处的边界层高度，从而降低了变径的能量耗散，减阻率最高可达50.61％；填补目前通风管变径结构研究中的空白，为通风系统的减阻拓展了新思路，并且为相关手册的制定提供了新的依据。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括：

一种通风管道，整体呈两端开口的空心四棱柱结构，包括依次同轴设置的进风段、变径段和出风段，通风管道内的风向由进风段到变径段再到出风段，进风段和出风段的径向截面均为矩形，变径段包括相对设置的第一凹面和第二凹面，第一凹面的母线和第二凹面的母线轴对称，第一凹面的母线如式(1)；

其中，坐标轴的原点为第二凹面的母线进风端，x轴为通风管道内的风向、 y轴为第二凹面的母线进风端到第一凹面的母线进风端的连线；a表示第一凹面的母线进风端到第二凹面的母线进风端的距离，b表示第一凹面的母线出风端到第二凹面的母线出风端的距离，l表示变径段的轴线长；a大于b，a、b 和l的单位均为mm；tanθ表示第一凹面的母线中点处的斜率值，θ表示第一凹面的母线中点处切线的角度；

变径段还包括相对设置的第一凸面和第二凸面，第一凸面的母线和第二凸面的母线轴对称。

优选的，第一凸面的母线的曲率半径为8.91D-20D，第一凹面的母线进风端到第二凹面的母线进风端的距离a为1.28D-2D，第一凹面的母线出风端到第二凹面的母线出风端的距离b为1D-5D，变径段的轴线长l为1.14D-3.76D，第一凹面的母线中点处的斜率值tanθ为(-0.276，-0.112)；

其中，D为第一凸面的母线进风端到第二凸面的母线进风端的距离，D也为第一凸面的母线出风端到第二凸面的母线出风端的距离。

优选的，第一凸面的母线的曲率半径为10D，第一凹面的母线进风端到第二凹面的母线进风端的距离a为1.28D，第一凹面的母线出风端到第二凹面的母线出风端的距离b为1D，变径段的轴线长l为1.6D，第一凹面的母线中点处的斜率值tanθ为-0.122。

优选的，第一凸面的母线进风端到第二凸面的母线进风端的距离D为 120mm-500mm。