擴散管結構的制作方法
【專利摘要】本發明提供的一種擴散管結構，包括相互連接的擴散管及喉道直管，所述擴散管及所述喉道直管的中心軸線與蝸殼環形流道的外圓切線重合，所述擴散管沿軸線朝外方向上的管截面為單調增大。本發明的有益效果如下：1、使得流體在進入喉管直道前能得到一定減速，減小了進入喉管直道時的流動損失。2、擴散管的喇叭形設計，接近于拋物線的輪廓，能實現沿擴散管軸線橫截面的線性增大，或者上游的橫截面增長較慢，下游的橫截面增長較快。3、通過對減速程度的控制，可以一定程度抑制喉道流動速度分布不均勻時導致的管內流動分離，或延遲流動分離至管內流動速度較低的下游，從而減小擴散管內流動損失。
【專利說明】
擴散管結構
技術領域
[0001]本發明涉及一種擴散管的設計，特別是一種用于部分流栗的擴散管。
【背景技術】
[0002]擴散管是部分流栗上的重要部件。部分流栗大多使用環形蝸殼。流體經葉輪做功后，首先在蝸殼的環形流道內作初步減速，然后進入擴散管作進一步減速，流體在減速過程中動能不斷轉化為壓力能，使靜壓提高。
[0003]但是，現有的部分流栗擴散管幾乎都是使用單一錐角的直線錐管設計。由于栗排水出口的管徑一般為固定，在栗總體尺寸有限的情況下，擴散管不得不采用相對較大的錐角，從而導致管內嚴重的流動分離和總壓損失。即使尺寸允許，擴壓管采用了經驗推薦的較小錐角值，由于流體從環形蝸殼進入喉道時流動速度分布不均勻，所以大多數情況下擴散管內仍然會產生局部的流動分離和總壓損失，而且流動分離點接近上游的喉道處，此處速度為管內最高，因此損失仍不可忽視。
[0004]如圖1所示，在常規部分流栗中，蝸殼I通過一根喉道直管3沿切向伸出，與直線錐形擴散管3連通。其中喉道直管4截面為圓形，與蝸殼I的環形流道外圓相切。從一維分析來看，直線錐形擴散管3的截面積沿軸向變化是非線性的。根據質量守恒，流體沿直線錐形擴散管3軸向流動將先進行加速度最大的減速運動，然后加速度不斷減小，離開直線錐形擴散管3時加速度最小。由于流體在直線錐形擴散管3內作最劇烈減速的時候恰恰處于整體速度為最高的狀態，因此會導致嚴重的流動分離損失。
【發明內容】
[0005]針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種工作性能更佳的擴散管結構。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供的一種擴散管結構，包括相互連接的擴散管及喉道直管，所述擴散管及所述喉道直管的中心軸線與蝸殼環形流道的外圓切線重合，所述擴散管沿軸線朝外方向上的管截面為單調增大。
[0007]優選地，在所述喉道直管的一端連接過渡管，所述過渡管貼合所述蝸殼環形流道的內壁。
[0008]優選地，所述過渡管以設置在所述蝸殼環形流道內的葉輪的圓心為圓心的所在圓心角小于90度。
[0009 ]優選地，所述擴散管的形狀為喇叭形。
[0010]與現有技術相比，本發明的有益效果如下:
[0011]1、使得流體在進入喉管直道前能得到一定減速，減小了進入喉管直道時的流動損失。
[0012]2、擴散管的喇叭形設計，接近于拋物線的輪廓，能實現沿擴散管軸線橫截面的線性增大，或者上游的橫截面增長較慢，下游的橫截面增長較快。
[0013]3、通過對減速程度的控制，可以一定程度抑制喉道流動速度分布不均勻時導致的管內流動分離，或延遲流動分離至管內流動速度較低的下游，從而減小擴散管內流動損失。
【附圖說明】
[0014]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征目的和優點將會變得更明顯。
[0015]圖1為現有技術擴散管結構剖視圖；
[0016]圖2為本發明擴散管結構剖視圖。
[0017]圖中:
[0018]1-蝸殼 2-葉輪 3-擴散管
[0019]4-喉道直管5-過渡管
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
[0021]如圖2所示，本發明中喉道直管4和擴散管3的中心軸線與蝸殼I環形流道的外圓切線重合。擴散管3的形狀呈喇叭形，但沿軸線朝外方向上擴散管3截面保持單調增大。由于喉道直管4有部分截面在環形蝸殼I的環形流道之外，所以設置一喉道入口過渡管5。過渡管5的大小，以葉輪2轉軸為中心的轉角計算，不超過90度。
[0022]在本發明設計里，其中的喉道入口過渡管5擴大了蝸殼I環形流道的空間，局部增加了環形流道的半徑，與圖1中的常規設計相比，使得流體在進入喉道前能得到一定減速，減小了進入喉道直管4時的流動損失。而擴散管3的喇叭形設計，接近于拋物線的輪廓，能實現沿擴散管3軸線橫截面的線性增大，或者上游的橫截面增長較慢，下游的橫截面增長較快。結果就是使流體在擴散管3內均勻減速，或者流體在上游時減速較和緩，在下游時減速較劇烈。這樣通過對減速程度的控制，可以一定程度抑制喉道流動速度分布不均勻時導致的管內流動分離，或延遲流動分離至管內流動速度較低的下游，從而減小擴散管3內流動損失。
[0023]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變化或修改，這并不影響本發明的實質內容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。
【主權項】
1.一種擴散管結構，包括相互連接的擴散管及喉道直管，所述擴散管及所述喉道直管的中心軸線與蝸殼環形流道的外圓切線重合，其特征在于，所述擴散管沿軸線朝外方向上的管截面為單調增大。2.根據權利要求1所述的擴散管結構，其特征在于，在所述喉道直管的一端連接過渡管，所述過渡管貼合所述蝸殼環形流道的內壁。3.根據權利要求2所述的擴散管結構，其特征在于，所述過渡管以設置在所述蝸殼環形流道內的葉輪的圓心為圓心的所在圓心角小于90度。4.根據權利要求1所述的擴散管結構，其特征在于，所述擴散管的形狀為喇叭形。
【文檔編號】F04D29/44GK105864103SQ201610194292
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】李志松, 徐濤
【申請人】上海衛星工程研究所