[发明专利]一种自调节流动畸变的管路流场均匀装置

说明书

本发明公开了一种自调节流动畸变的管路流场均匀装置，属于水介质管路流场噪声控制技术领域，该装置包括外部套管、导流叶片和内部衬管；内部衬管同轴位于外部套管的内部，导流叶片沿周向分布在内部衬管和外部套管之间的环形空腔内，导流叶片的上下两端分别与外部套管和内部衬管固定连接在一起，导流叶片对流体在周向进行流道划分；流场均匀装置通过外部套管的两端法兰与前后管路连接。本发明能够在流场均匀性较差的情况下，在有限的长度内对流场进行自适应整流均匀；且在流场均匀较好的情况下，不会对流场造成较大副作用。

技术领域

本发明涉及水介质管路流场噪声控制技术领域，具体涉及一种安装在设备入口，以及阀门、弯头下游等管路流场畸变较大位置的流场均匀装置。

背景技术

在大型船舶、舰艇中，随着大量隔振装置的应用，设备通过基座传递的噪声大幅降低以后，系统管路变成了噪声的主要传递途径。系统管路具有介质多样、工作压力和温度范围宽、系统管网空间布置分散、走向复杂、接口众多、连接形式多样、控制措施有限等特点，这也增加了系统管路噪声控制的难度。对于减少系统管路的噪声主要有两个途径：(1)通过合理布置系统管路隔振来降低辐射噪声；(2)通过控制管道内部流动降低流动噪声源。随着系统管路隔振措施手段的应用，管内流动噪声的控制目前已逐渐成为管路噪声控制的重点与难点。

对于大型船舶、舰艇来讲，系统的设备、管路布置在结构紧凑的舱室，在设备入口前或是阀门、弯头后提供足够长度的直管路来提高管道内部流场的均匀性，降低管内流动畸变是不现实的，这样会导致设备入口流动相比较于充分整流的直管路有很大的恶化，同时会使得设备入口位置的管道速度场剖面分布不可知，进口流场的恶化还会导致设备自己的振动和很强的流噪声。在管道内部流动中，由于弯头、阀门等部件的存在，使得流体通过此部件以后管道内部的流场出现较大的紊乱，这样会造成两方面的影响：(1)泵的进口流场均匀性较差可能导致泵的叶片受力不均匀，造成较大的水泵辐射噪声；(2)此外，由于管道内部流场的不均匀性，会伴随涡流较大的情况，使得管道流体内部的直接辐射噪声有所增加。

由于大型船舶、舰艇内部空间的局限性，在布置泵、阀、弯头等设备时没有足够的空间长度让流体通过直流管道进行充分整流，同时由于各系统泵、阀以及弯头等产生噪声源的数目众多，因此需要采用不占用内部空间的方法来提供流体通过泵、阀等设备的均匀度，进而控制噪声源的强度。

目前在水介质管路流场噪声控制领域，针对设备进口流场以及阀门、弯管后流场等的整流研究较少，尤其是需要在有限长度的管段内对流场进行自适应性均匀整流的装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种自调节流动畸变的管路流场均匀装置，能够在流场均匀性较差的情况下，在有限的长度内对流场进行自适应整流均匀；且在流场均匀较好的情况下，不会对流场造成较大副作用。

一种自调节流动畸变的管路流场均匀装置，该装置包括外部套管、导流叶片和内部衬管；所述内部衬管同轴位于外部套管的内部，所述导流叶片沿周向分布在内部衬管和外部套管之间的环形空腔内，导流叶片的上下两端分别与外部套管和内部衬管固定连接在一起，导流叶片对流体在周向进行流道划分；流场均匀装置通过外部套管的两端法兰与前后管路连接。

进一步地，所述导流叶片由内部的刚性体和外部的柔性体组成，导流叶片为均匀或非均匀分布，导流叶片排数不限，导流叶片的组成与布置根据均流要求进行调节。

进一步地，所述导流叶片采用柔性体导流叶片。

进一步地，所述导流叶片的截面形状采用NACA叶型。

进一步地，所述导流叶片的径向导流线为直线、直线加弧形或曲线，导流叶片的径向占比即叶片的高度根据均流要求而定。

进一步地，所述内部衬管内表面加工有涡发生器孔，涡发生器结构在轴向、径向的间隔与数量根据均流要求而定。

进一步地，所述涡发生器孔为圆形、方形或多边形。