扩散管结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供的一种扩散管结构，包括相互连接的扩散管及喉道直管，所述扩散管及所述喉道直管的中心轴线与蜗壳环形流道的外圆切线重合，所述扩散管沿轴线朝外方向上的管截面为单调增大。本发明的有益效果如下：1、使得流体在进入喉管直道前能得到一定减速，减小了进入喉管直道时的流动损失。2、扩散管的喇叭形设计，接近于抛物线的轮廓，能实现沿扩散管轴线横截面的线性增大，或者上游的横截面增长较慢，下游的横截面增长较快。3、通过对减速程度的控制，可以一定程度抑制喉道流动速度分布不均匀时导致的管内流动分离，或延迟流动分离至管内流动速度较低的下游，从而减小扩散管内流动损失。
【专利说明】
扩散管结构
技术领域
[0001]本发明涉及一种扩散管的设计，特别是一种用于部分流栗的扩散管。
【背景技术】
[0002]扩散管是部分流栗上的重要部件。部分流栗大多使用环形蜗壳。流体经叶轮做功后，首先在蜗壳的环形流道内作初步减速，然后进入扩散管作进一步减速，流体在减速过程中动能不断转化为压力能，使静压提高。
[0003]但是，现有的部分流栗扩散管几乎都是使用单一锥角的直线锥管设计。由于栗排水出口的管径一般为固定，在栗总体尺寸有限的情况下，扩散管不得不采用相对较大的锥角，从而导致管内严重的流动分离和总压损失。即使尺寸允许，扩压管采用了经验推荐的较小锥角值，由于流体从环形蜗壳进入喉道时流动速度分布不均匀，所以大多数情况下扩散管内仍然会产生局部的流动分离和总压损失，而且流动分离点接近上游的喉道处，此处速度为管内最高，因此损失仍不可忽视。
[0004]如图1所示，在常规部分流栗中，蜗壳I通过一根喉道直管3沿切向伸出，与直线锥形扩散管3连通。其中喉道直管4截面为圆形，与蜗壳I的环形流道外圆相切。从一维分析来看，直线锥形扩散管3的截面积沿轴向变化是非线性的。根据质量守恒，流体沿直线锥形扩散管3轴向流动将先进行加速度最大的减速运动，然后加速度不断减小，离开直线锥形扩散管3时加速度最小。由于流体在直线锥形扩散管3内作最剧烈减速的时候恰恰处于整体速度为最高的状态，因此会导致严重的流动分离损失。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种工作性能更佳的扩散管结构。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供的一种扩散管结构，包括相互连接的扩散管及喉道直管，所述扩散管及所述喉道直管的中心轴线与蜗壳环形流道的外圆切线重合，所述扩散管沿轴线朝外方向上的管截面为单调增大。
[0007]优选地，在所述喉道直管的一端连接过渡管，所述过渡管贴合所述蜗壳环形流道的内壁。
[0008]优选地，所述过渡管以设置在所述蜗壳环形流道内的叶轮的圆心为圆心的所在圆心角小于90度。
[0009 ]优选地，所述扩散管的形状为喇叭形。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0011]1、使得流体在进入喉管直道前能得到一定减速，减小了进入喉管直道时的流动损失。
[0012]2、扩散管的喇叭形设计，接近于抛物线的轮廓，能实现沿扩散管轴线横截面的线性增大，或者上游的横截面增长较慢，下游的横截面增长较快。
[0013]3、通过对减速程度的控制，可以一定程度抑制喉道流动速度分布不均匀时导致的管内流动分离，或延迟流动分离至管内流动速度较低的下游，从而减小扩散管内流动损失。
【附图说明】
[0014]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的和优点将会变得更明显。
[0015]图1为现有技术扩散管结构剖视图；
[0016]图2为本发明扩散管结构剖视图。
[0017]图中:
[0018]1-蜗壳 2-叶轮 3-扩散管
[0019]4-喉道直管5-过渡管
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0021]如图2所示，本发明中喉道直管4和扩散管3的中心轴线与蜗壳I环形流道的外圆切线重合。扩散管3的形状呈喇叭形，但沿轴线朝外方向上扩散管3截面保持单调增大。由于喉道直管4有部分截面在环形蜗壳I的环形流道之外，所以设置一喉道入口过渡管5。过渡管5的大小，以叶轮2转轴为中心的转角计算，不超过90度。
[0022]在本发明设计里，其中的喉道入口过渡管5扩大了蜗壳I环形流道的空间，局部增加了环形流道的半径，与图1中的常规设计相比，使得流体在进入喉道前能得到一定减速，减小了进入喉道直管4时的流动损失。而扩散管3的喇叭形设计，接近于抛物线的轮廓，能实现沿扩散管3轴线横截面的线性增大，或者上游的横截面增长较慢，下游的横截面增长较快。结果就是使流体在扩散管3内均匀减速，或者流体在上游时减速较和缓，在下游时减速较剧烈。这样通过对减速程度的控制，可以一定程度抑制喉道流动速度分布不均匀时导致的管内流动分离，或延迟流动分离至管内流动速度较低的下游，从而减小扩散管3内流动损失。
[0023]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
【主权项】
1.一种扩散管结构，包括相互连接的扩散管及喉道直管，所述扩散管及所述喉道直管的中心轴线与蜗壳环形流道的外圆切线重合，其特征在于，所述扩散管沿轴线朝外方向上的管截面为单调增大。2.根据权利要求1所述的扩散管结构，其特征在于，在所述喉道直管的一端连接过渡管，所述过渡管贴合所述蜗壳环形流道的内壁。3.根据权利要求2所述的扩散管结构，其特征在于，所述过渡管以设置在所述蜗壳环形流道内的叶轮的圆心为圆心的所在圆心角小于90度。4.根据权利要求1所述的扩散管结构，其特征在于，所述扩散管的形状为喇叭形。
【文档编号】F04D29/44GK105864103SQ201610194292
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】李志松, 徐涛
【申请人】上海卫星工程研究所