一種基于收縮曲線(xiàn)設(shè)計(jì)的流場(chǎng)均勻裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于收縮曲線(xiàn)設(shè)計(jì)的流場(chǎng)均勻裝置，屬于充液管路振動(dòng)噪聲控制領(lǐng)域。該裝置包括套管、葉片以及曲線(xiàn)收縮體，曲線(xiàn)收縮體在套管的內(nèi)部，葉片的葉根與曲線(xiàn)收縮體固定連接，葉尖與套管固定連接。本發(fā)明所述的裝置基于流道收縮和擴(kuò)張的曲線(xiàn)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)在軸向上對(duì)流體進(jìn)行整流的目的；采用周向葉片導(dǎo)流切割設(shè)計(jì)，達(dá)到對(duì)流體在周向上進(jìn)行流道劃分的作用，最終達(dá)到在有限的長(zhǎng)度內(nèi)對(duì)紊亂流場(chǎng)進(jìn)行整流均勻目的；該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間需求小，適用于安裝在進(jìn)流狀態(tài)較差的泵進(jìn)口端以及閥門(mén)下游，用于提高流場(chǎng)的速度及壓力均勻度，降低泵及閥門(mén)的振動(dòng)噪聲。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于收縮曲線(xiàn)設(shè)計(jì)的流場(chǎng)均勻裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于收縮曲線(xiàn)且采用葉片進(jìn)行設(shè)計(jì)的流場(chǎng)均勻裝置，屬于充液管路振動(dòng)噪聲控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]—般來(lái)說(shuō)大型船舶的機(jī)艙等艙室內(nèi)部空間有限，在栗進(jìn)口和閥門(mén)出口位置等沒(méi)有足夠的空間布置直管段進(jìn)行整流，且過(guò)急的系統(tǒng)管路走向會(huì)直接影響水栗等設(shè)備進(jìn)流狀況，導(dǎo)致葉輪進(jìn)口部分流道的進(jìn)口速度場(chǎng)發(fā)生畸變。根據(jù)葉輪機(jī)械流體進(jìn)口速度三角形，過(guò)小或過(guò)大的進(jìn)口速度角都使得流體在葉輪葉片發(fā)生分離，一方面會(huì)導(dǎo)致葉輪的整體受力不均勻，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的振動(dòng)加劇，另一方面會(huì)使得栗的軸頻及葉頻噪聲大幅升高。設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行在此進(jìn)口狀態(tài)下，會(huì)減少設(shè)備的使用壽命，另外設(shè)備振動(dòng)加劇產(chǎn)生振動(dòng)噪聲，會(huì)通過(guò)系統(tǒng)管網(wǎng)及通?？谙蛲廨椛湓肼?，影響艦船的隱身性能。目前針對(duì)水栗進(jìn)口彎頭以及閥門(mén)出口流場(chǎng)的整流設(shè)計(jì)集中在導(dǎo)流葉片上，但是導(dǎo)流葉片對(duì)加工及安裝角度要求較高，效果較差。目前尚未見(jiàn)到一種流場(chǎng)均勻裝置能夠適用于在水、油等流體介質(zhì)領(lǐng)域，又能夠在較短的長(zhǎng)度范圍內(nèi)提高流場(chǎng)均勻性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于收縮曲線(xiàn)設(shè)計(jì)的流場(chǎng)均勻裝置，該裝置基于流道收縮和擴(kuò)張的曲線(xiàn)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)在軸向上對(duì)流體進(jìn)行整流的目的；采用軸向葉片導(dǎo)流切割設(shè)計(jì)，達(dá)到對(duì)流體在周向上進(jìn)行流道劃分的作用，最終達(dá)到在有限的長(zhǎng)度內(nèi)對(duì)紊亂流場(chǎng)進(jìn)行整流均勻目的。
[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0005]—種基于收縮曲線(xiàn)設(shè)計(jì)的流場(chǎng)均勻裝置，所述流場(chǎng)均勻裝置包括套管、葉片以及曲線(xiàn)收縮體；
[0006]曲線(xiàn)收縮體在套管的內(nèi)部，曲線(xiàn)收縮體與套管之間通過(guò)葉片進(jìn)行連接，套管的兩端分別與外部管路固定連接;葉片的葉根與曲線(xiàn)收縮體固定連接，葉尖與套管固定連接，且葉片在曲線(xiàn)收縮體外表面中部的周向上分布排列。
[0007]所述曲線(xiàn)收縮體分為前導(dǎo)流段、前收縮段、后收縮段以及后導(dǎo)流段四部分;前導(dǎo)流段的外形為葉型，后導(dǎo)流段的外形為直線(xiàn)型或葉型，前收縮段的外型線(xiàn)與后收縮段的外型線(xiàn)成軸對(duì)稱(chēng)。
[0008]所述前收縮段的外型線(xiàn)和后收縮段的外型線(xiàn)優(yōu)選Witozinsky曲線(xiàn)、Batchelor-Shaw曲線(xiàn)、Pennsy I vania曲線(xiàn)、雙三次曲線(xiàn)及其優(yōu)化曲線(xiàn)、五次方曲線(xiàn)、錢(qián)學(xué)森曲線(xiàn)、薩諾揚(yáng)曲線(xiàn)。
[0009]所述葉片與套管以及曲線(xiàn)收縮體之間采用焊接或一體鑄造成型技術(shù)進(jìn)行連接;采用焊接時(shí)，需要對(duì)焊接后的位置進(jìn)行打磨處理。
[0010]本發(fā)明所述的流場(chǎng)均勻裝置中，根據(jù)外部管路中流體的進(jìn)流狀態(tài)以及均勻指標(biāo)的要求，確定葉片的葉型和周向分布角度以及曲線(xiàn)收縮體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；葉型的徑向積疊規(guī)律不限制于直線(xiàn)。
[0011]有益效果:
[0012](I)本發(fā)明所述的流場(chǎng)均勻裝置基于流道收縮及擴(kuò)張的曲線(xiàn)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)軸向上對(duì)流體進(jìn)行整流的目的。在所述均勻裝置軸向上采用曲線(xiàn)收縮體，將其沿軸向劃分成先收縮后擴(kuò)張的流道，流體通過(guò)曲線(xiàn)收縮體與套管形成的流道時(shí)，流體首先通過(guò)葉型前導(dǎo)流體，然后進(jìn)入曲線(xiàn)收縮體形成的流道加速，流體在加速過(guò)程中，先前形成的渦系會(huì)加速煙滅，再通過(guò)流道漸擴(kuò)的流道，流體完成減速增壓的過(guò)程，從而完成流體的軸向整流。流體通過(guò)先加速再減速設(shè)計(jì)，進(jìn)口流體中的渦系結(jié)構(gòu)能夠較快的煙滅，形成較為均勻的流場(chǎng)，且流道的阻力損失維持在較低的水平。
[0013](2)本發(fā)明所述的流場(chǎng)均勻裝置采用周向葉片導(dǎo)流切割設(shè)計(jì)，達(dá)到對(duì)流體在周向上進(jìn)行流道劃分的作用。在所述流場(chǎng)均勻裝置的周向布置葉片，一方面對(duì)曲線(xiàn)收縮體起支撐固定的作用，另一方面將流道的周向劃分為了不同的區(qū)域。一般說(shuō)來(lái)，圓柱型流道的中心區(qū)域流速較快，易于渦系結(jié)構(gòu)的耗散，而靠近邊緣的部分由于流速較小的原因，渦系結(jié)構(gòu)耗散所需的長(zhǎng)度較大。通過(guò)葉片對(duì)流道周向的劃分，可以加速破壞進(jìn)口渦系的大結(jié)構(gòu)，且可以根據(jù)實(shí)際安裝位置，將葉片對(duì)準(zhǔn)最大渦系來(lái)流位置。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一方面可以抑制速度場(chǎng)在周向上的發(fā)展，另一方面可以將較大結(jié)構(gòu)的渦系打散。
[0014](3)本發(fā)明所述的流場(chǎng)均勻裝置結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間需求小;適用于安裝在進(jìn)流狀態(tài)較差的栗進(jìn)口端以及閥門(mén)下游，用于提高流場(chǎng)的速度及壓力均勻度，降低栗及閥門(mén)的振動(dòng)噪聲;全金屬結(jié)構(gòu)，可耐海水腐蝕，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為實(shí)施例中所述的流場(chǎng)均勻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為實(shí)施例中所述的流場(chǎng)均勻裝置的剖視圖。
[0017]圖3為實(shí)施例中所述的曲線(xiàn)收縮體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]其中，1-套管，2-葉片，3-曲線(xiàn)收縮體，3-1-前導(dǎo)流段，3_2_前收縮段，3-3后收縮段，3_4_后導(dǎo)流段。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]—種基于收縮曲線(xiàn)設(shè)計(jì)的流場(chǎng)均勻裝置，所述流場(chǎng)均勻裝置包括套管1、葉片2以及曲線(xiàn)收縮體3;
[0021]所述葉片2設(shè)計(jì)成對(duì)稱(chēng)等厚度的NACA葉型;所述曲線(xiàn)收縮體3分為前導(dǎo)流段3-1、前收縮段3-2、后收縮段3-3以及后導(dǎo)流段3-4四部分;前導(dǎo)流段3-1的外形為葉型，后導(dǎo)流段3-4的外形為直線(xiàn)型;套管1、葉片2以及曲線(xiàn)收縮體3的材質(zhì)為不銹鋼;前收縮段3-2的外型線(xiàn)與后收縮段3-3的外型線(xiàn)成軸對(duì)稱(chēng)且為優(yōu)化的雙三次曲線(xiàn)；
[0022]曲線(xiàn)收縮體3在套管I的內(nèi)部，曲線(xiàn)收縮體3與套管I之間通過(guò)葉片2進(jìn)行連接，套管I的兩端通過(guò)法蘭分別與外部管路固定連接;葉片2的葉根與曲線(xiàn)收縮體3的外表面焊接，葉尖與套管I的內(nèi)表面焊接，六個(gè)葉片2在曲線(xiàn)收縮體3外表面中部的的周向上等間距分布排列;焊接完成后，將焊接的部位打磨平整。
[0023]工作原理:本實(shí)施例所述的流場(chǎng)均勻裝置工作時(shí)，外部管路中的流體首先通過(guò)曲線(xiàn)收縮體3減速增壓，然后通過(guò)葉片2切割打破原有渦系結(jié)構(gòu)且割裂為更小尺度的渦，最后再通過(guò)曲線(xiàn)收縮體3增速減壓，最終達(dá)到均勻流場(chǎng)的目的。
[0024]采用本實(shí)施所述的流場(chǎng)均勻裝置進(jìn)行整流時(shí)，根據(jù)外部管路中流體的具體進(jìn)流狀態(tài)以及均勻指標(biāo)要求，調(diào)整葉片2的葉型、積疊規(guī)律、在曲線(xiàn)收縮體3周向上的分布角度及安裝位置、確定曲線(xiàn)收縮體3的結(jié)構(gòu)。
[0025]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于收縮曲線(xiàn)設(shè)計(jì)的流場(chǎng)均勻裝置，其特征在于:所述流場(chǎng)均勻裝置包括套管(1)、葉片(2)以及曲線(xiàn)收縮體(3); 曲線(xiàn)收縮體(3)在套管(I)的內(nèi)部，曲線(xiàn)收縮體(3)與套管(I)之間通過(guò)葉片(3)進(jìn)行連接，套管(I)的兩端分別與外部管路固定連接;葉片(2)的葉根與曲線(xiàn)收縮體(3)固定連接，葉尖與套管(I)固定連接，且葉片(2)在曲線(xiàn)收縮體(3)外表面中部的周向上分布排列。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于收縮曲線(xiàn)設(shè)計(jì)的流場(chǎng)均勻裝置，其特征在于:所述曲線(xiàn)收縮體(3)分為前導(dǎo)流段(3-1)、前收縮段(3-2)、后收縮段(3-3)以及后導(dǎo)流段(3-4)四部分;前導(dǎo)流段(3-1)的外形為葉型，后導(dǎo)流段(3-4)的外形為直線(xiàn)型或葉型，前收縮段(3-2)的外型線(xiàn)與后收縮段(3-3)的外型線(xiàn)成軸對(duì)稱(chēng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于收縮曲線(xiàn)設(shè)計(jì)的流場(chǎng)均勻裝置，其特征在于:前收縮段(3-2)的外型線(xiàn)和后收縮段(3-3)的外型線(xiàn)為Witoz insky曲線(xiàn)、Batche 1r-Shaw曲線(xiàn)、Pennsylvania曲線(xiàn)、雙三次曲線(xiàn)及其優(yōu)化曲線(xiàn)、五次方曲線(xiàn)、錢(qián)學(xué)森曲線(xiàn)或薩諾揚(yáng)曲線(xiàn)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于收縮曲線(xiàn)設(shè)計(jì)的流場(chǎng)均勻裝置，其特征在于:所述葉片(2)與套管(I)以及曲線(xiàn)收縮體(3)之間采用焊接或一體鑄造成型技術(shù)進(jìn)行連接;采用焊接時(shí)，需要對(duì)焊接后的位置進(jìn)行打磨處理。
【文檔編號(hào)】F04D29/66GK106015097SQ201610635066
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年8月5日
【發(fā)明人】劉海建, 姚伍平, 徐俊, 魯民月, 蘇勝利, 周福昌, 王強(qiáng)勇
【申請(qǐng)人】中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七〇九研究所, 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一九研究所