專利名稱:一種管道邊界層減阻裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種管道流動邊界層減阻裝置，具體講是涉及一種應用于壁面黏性阻力以及湍流強大較大的輸運管道中的邊界層減阻裝置,其在不對現(xiàn)有管道做特殊處理的情況下，在其內(nèi)部加裝薄壁內(nèi)管，并在內(nèi)管管壁上開小孔；內(nèi)管流體入口處設有漸縮噴管，其能夠在整個管道內(nèi)形成內(nèi)管壁面上的噴注目的，減小黏性阻力損失。對于湍流流動，本實用新型還有減弱管徑方向的湍流損失，起到整流的作用。在湍流流動時，當管徑方向上的速度大于噴注速度時，液體進入夾層，當管徑方向上的速度不大于噴注速度時，有噴注效果，這就減小了流體在管壁上的沖擊反彈，能較快的將主流內(nèi)的徑向速度抵消，將湍流整合成層流。
【專利說明】一種管道邊界層減阻裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種管道流動邊界層減阻裝置，具體講是涉及一種應用于壁面黏性阻力以及湍流強大較大的輸運管道中的邊界層減阻裝置。

【背景技術】
[0002]目前，對于減阻方法的研宄及實踐，主要包括溝槽法、氣泡法、柔壁法、高聚合物添加劑法、高分子涂層減阻和壁面振動減阻等。但對于管道減阻的方案設計上，溝槽法、氣泡法、柔壁法不易實現(xiàn)；高分子涂層減阻和壁面振動減阻目前大多處于試驗或者理論研宄階段；高聚合物添加劑法雖然得到廣泛應用，但是減阻劑的使用限定條件太多，尤其不適用于層流減阻。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型的目的是要提供管道邊界層減阻裝置，其在壁面上形成噴注速度，實現(xiàn)減小流動阻力的目的。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術方案為管道邊界層減阻裝置，包括:外管和內(nèi)管，內(nèi)管套裝在外管內(nèi)部，內(nèi)管直徑根據(jù)外管直徑確定，以外管直徑的90%左右為宜，外管和內(nèi)管之間形成夾層，外管和內(nèi)管兩端分別通過連接支板連接；內(nèi)管一端設有漸縮噴管；內(nèi)管管壁上均勻設有噴注孔，噴注孔采用按順序或者交錯排列的方式，噴注孔的數(shù)量在徑向可按角度分布，如每10°開一孔，軸向開孔的數(shù)量可根據(jù)流體物性以及設計要求來確定，如若流體黏度較大，開孔數(shù)量可適當增加，總體原則是實現(xiàn)噴注孔有足夠的流量與流速破壞邊界層。
[0005]所述連接支板為流線型結構。
[0006]所述漸縮噴管為圓臺形狀，其半徑小的一端的外徑于內(nèi)管外徑相同；另一端外徑大于內(nèi)管外徑且小于外管內(nèi)徑；漸縮噴管的厚度與內(nèi)管厚度相同；漸縮噴管的角度為
5。?20° 。
[0007]本裝置的工作過程:流體從外管入口流入，分別進入內(nèi)管和夾層，流入內(nèi)管的流體通過內(nèi)管前端的漸縮噴管，通過漸縮噴管加速，進入內(nèi)管的流體的流速增加，其壓力相應的減??；進入夾層的流體通過漸縮噴管，開始段流道漸擴，流速下降，壓力增大；內(nèi)管的內(nèi)外兩側形成壓力差，夾層內(nèi)的流體從內(nèi)管管壁的小孔噴入內(nèi)管，實現(xiàn)噴注。
[0008]本實用新型的優(yōu)點在于:其在不對現(xiàn)有管道做特殊處理的情況下，在其內(nèi)部加裝薄壁內(nèi)管，并在內(nèi)管管壁上開小孔；內(nèi)管流體入口處設有漸縮噴管，其能夠在整個管道內(nèi)形成內(nèi)管壁面上的噴注目的，減小黏性阻力損失。對于湍流流動，本實用新型還有減弱管徑方向的湍流損失，起到整流的作用。在湍流流動時，當管徑方向上的速度大于噴注速度時，液體進入夾層，當管徑方向上的速度不大于噴注速度時，有噴注效果，這就減小了流體在管壁上的沖擊反彈，能較快的將主流內(nèi)的徑向速度抵消，將湍流整合成層流；并且不增加運動部件、外部支持設備，不需要額外的驅動裝置、添加劑，只需將輸送的少量流體的動能轉化為壓力能。總之，本實用新型不需對管道做特殊處理，結構簡單，制作、安裝方便可靠，減阻效果明顯。

【附圖說明】

[0009]圖1是本實用新型的三維示意圖；
[0010]圖2是本實用新型內(nèi)管的三維示意圖；
[0011]圖3是本實用新型沿管道中心豎直方向的剖面圖及壓力分布示意圖；
[0012]圖4是本實用新型的正視圖、左視圖；
[0013]圖中:1、外管，2、內(nèi)管，3、漸縮噴管，4、噴注孔，5、連接支板，6、夾層。

【具體實施方式】
[0014]為了進一步了解該管道邊界層減阻裝置，下面結合【附圖說明】

如下。
[0015]其包括外管1，外管I不做特殊處理，在外I管內(nèi)部裝有薄壁內(nèi)管2，內(nèi)管2管壁均勻設噴注孔4。內(nèi)管I流體入口處(管道開始段)連接有漸縮噴管3，內(nèi)管2的外徑小于與外管I內(nèi)徑，內(nèi)管2和外管I之間形成夾層6，夾層6厚度由流體的物性及速度決定；外管I和內(nèi)管2兩端分別通過流線型連接支板5連接；連接支板5采用流線型減小進入夾層6的流動阻力；流體流入時分別進入內(nèi)管2及夾層6，內(nèi)管2前端為漸縮噴管3，進入內(nèi)管2的流體的流速會有一定的增加，而壓力相應的減小；進入夾層6的流體恰好相反，開始段流道漸擴，流速下降，壓力增大；內(nèi)管2的內(nèi)外兩側形成壓力差，夾層6內(nèi)的流體從內(nèi)管2管壁的小孔噴入內(nèi)管2，實現(xiàn)噴注的目的。
【權利要求】
1.一種管道邊界層減阻裝置，包括:外管和內(nèi)管，內(nèi)管套裝在外管內(nèi)部，內(nèi)管直徑為外管直徑88-92 %，外管和內(nèi)管之間形成夾層，外管和內(nèi)管兩端分別通過連接支板連接；內(nèi)管一端設有漸縮噴管；內(nèi)管管壁上均勻設有噴注孔，噴注孔采用按順序或者交錯排列的方式，噴注孔的數(shù)量在徑向可按角度分布。2.根據(jù)權利要求1所述的一種管道邊界層減阻裝置，其特征在于:所述按角度分布為每10。開一孔。3.根據(jù)權利要求1所述的一種管道邊界層減阻裝置，其特征在于:所述連接支板為流線型結構。4.根據(jù)權利要求1所述的一種管道邊界層減阻裝置，其特征在于:所述漸縮噴管為圓臺形狀，其半徑小的一端的外徑于內(nèi)管外徑相同；另一端外徑大于內(nèi)管外徑且小于外管內(nèi)徑；漸縮噴管的厚度與內(nèi)管厚度相同；漸縮噴管的角度為5°?20°。
【文檔編號】F15D1-06GK204267435SQ201420588316
【發(fā)明者】趙國昌, 單龍, 宋麗萍 [申請人]沈陽航空航天大學