[发明专利]一种矩形风管Y形对称燕尾分流整流三通

说明书

技术领域

本发明涉及一种通风空调系统中的局部构件，特别涉及一种矩形风管Y形对称燕尾分流整流三通。

背景技术

Y形对称燕尾分流三通是通风空调中常用的改变流体流向并且分流的管件，在分流管路中，由于流体的转弯，出现了从曲率中心向管子外弧面的离心力，这就使得流体从管道的直线段过渡到弯曲管段(在拐弯结束前)时，外弧面的压力增高而内弧面的压力降低。所以，在外弧面处流体的流速将减小，而在内弧面处流体的流速相应地增大。因此，在外弧面附件出现扩散效应，而在靠近内弧面处出现收缩效应。流体从弯曲管段过渡到直管段(拐弯后)时，又有相反的现象发生，即内弧面附近产生扩散效应，外弧面附近产生收缩效应。扩散效应使得流体脱离壁面，同时弯曲管段流体由于惯性而流向外弧面的运动更加剧了从内弧面的分离。

流体在Y形对称燕尾三通分流管(相当于弯管)中流动，所受离心力与流速平方成正比，故高流速区处的离心力要大于近壁面处的离心力。此力矩使水流在裤衩三通分流管(相当于弯管)横断面上生成了二次环流(涡对)。即形成所谓的涡流副。它附加在和管路轴线平行的主流上，使流线具有螺旋形状，水流的此螺旋形态并不局限于分流管本身，还延续于分流管后一定长度的直线管段上。Y形对称燕尾三通局部阻力便是由于上述Y形对称燕尾三通流体结构中的这2种现象：(1)Y形对称燕尾三通内弧面上的涡旋。(2)Y形对称燕尾三通与直管相接处的二次涡旋，如图1所示。由于边界层脱离形成的涡流区流动与轴向流动在交界面处有较强的动量交换，消耗了主流的能量，形成了Y形对称燕尾三通的局部阻力损失。其中内弧面处形成的涡旋起主要作用，它基本上决定了Y形对称燕尾三通的阻力及Y形对称燕尾三通后一定直管段上流场的形变。实验表明，涡流区域越大、旋涡强度越大，局部阻力损失也越大。二次流动则对裤衩三通轴向流速的再分布起着重要作用，该再分布过程消耗一次流动的能量，增长了Y形对称燕尾三通局部阻力损失。内弧面形成的涡流与二次流一起基本上决定了转弯后管道速度分布的特点。这些由Y形对称燕尾三通中流动形成的能量消耗，影响空间远不限于Y形对称燕尾三通本身，而是扩展到Y形对称燕尾三通的上、下游。裤衩三通对上游的影响最远影响至1-2倍管径，下游则影响至5倍管径。

由于以上原因，流体在流过Y形对称燕尾分流三通并且分流后，流体会由于扩散和收缩效应而分层，如图1所示，将导致流体流速不均匀。在暖通空调领域，一方面会在管道内部发生振动而产生噪音；另一方面，如果将这部分流体直接送入房间，会造成室内气流组织与设计相悖从而影响室内舒适性。

发明内容

本发明的目的是提供一种矩形风管Y形对称燕尾分流整流三通，该矩形风管Y形对称燕尾分流整流三通的独特设计消除了流体通过Y形对称燕尾三通后所形成的速度分层，从而最终达到对通过Y形对称燕尾三通后的流体进行整流的目的。

为了实现上述技术任务，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种矩形风管Y形对称燕尾分流整流三通，包括入口段和两个出口段，两个出口段对称置于入口段上方两侧，形成Y形对称结构，在入口段上方对称连接相同的弯曲型分流段，弯曲型分流段对称连接相同的缓冲段，在缓冲段一侧对称设有和出口段相连的整流段；所述的整流段内上端设有整流叶片，每个整流叶片上带有导流叶片将整流段内分为五个等流量的流体通道。

本发明的其他技术特点为：

缓冲段长度与入口段的管道宽度相同。

所述的整流叶片沿整流段纵向呈锐角三角形，且与来流方向有一定的倾角，使得整流段内形成五个入口大小不同的流体通道。

所述的导流叶片背向来流方向呈锐角三角形，并且与整流段纵向相互平行。

设计上述矩形风管Y形对称燕尾分流整流三通整流段内各整流叶片与整流段纵向之间形成的五个流体通道的入口大小确定方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、确定矩形风管Y形对称燕尾分流三通内的流体流场状态，根据出口段管道尺寸和管道入口流体速度，采用雷诺应力模型并结合SIMPLE算法，然后模拟出在设置整流段之前整个Y形对称燕尾分流整流三通速度场，从而得到整流段位置处流体的速度分布值；

步骤二、确定矩形风管Y形对称燕尾分流整流三通各整流叶片与整流段纵向方向之间形成的五个流体通道的入口大小，根据步骤一求得的整流段位置处流体的速度分布值，利用面积分原理，求得满足每个流体通道内流体流量相同条件时的五个流体通道入口大小。