[实用新型]一种带有非对称叶栅结构的高效紧凑型混合器

说明书

本实用新型公开了一种带有非对称叶栅结构的高效紧凑型混合器，包括掺混腔及连通掺混腔的多通道多方向进口；其中，所述掺混腔内布置有非对称叶栅结构，且掺混腔的出口依次连通有一级突然收缩段、二级突然收缩段。本实用新型充分利用多通道、多方向的来流条件，掺混气由两股增至多股，工程应用更为广泛；掺混腔内加入非对称叶栅结构，增大气流腔内湍流强度，加大多股气流间传质传热能力；由两级突然收缩段进行整流，快速在短距离内降低湍流度，得到均匀混合的流体，避免掺混后气流湍流度过大和速度分布不均而引起后续工作故障，从而满足多股气流同步、短距离、紧凑空间内达到良好混合的使用要求。

技术领域

本发明涉及一种带有非对称叶栅结构的高效紧凑型混合器，属于流体动力学掺混技术领域。

背景技术

现有的工业混合器是把两股压力、温度、速度不同的气流加以混合的装置。这种两股气流的混合是湍流之间的掺混。湍流的特征是有横向(垂直气流方向)的气体微团脉动，所以在两股气体射流边界的表面上有气体微团的相互交换。射流沿着流程把两股气体的速度、温度和压力梯度逐渐拉平，当到达混合器出口时，如参数完全拉平则称为完全混合，如尚未完全拉平则称为不完全混合。工业混合器的形式多种多样，有管道混合器、汽水混合器、旋涡混合器、气液混合器、静态混合器等，均为两股气流达到均匀掺混的功用。而多股气流同步、短距离、紧凑空间内达到良好混合的要求，对混合器的设计提出了更大的挑战。

本发明充分利用多通道、多方向的来流条件，掺混气由两股增至多股，工程应用更为广泛；掺混腔内加入非对称叶栅结构，增大气流腔内湍流强度，加大多股气流间传质传热能力；由两级突然收缩段进行整流，快速在短距离内降低湍流度，得到均匀混合的流体，避免掺混后气流湍流度过大和速度分布不均而引起后续工作故障。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种带有非对称叶栅结构的高效紧凑型混合器，能够实现多股不同压力、不同温度、不同速度的气流充分混合，从而满足多股气流同步、短距离、紧凑空间内达到良好混合的使用要求。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种带有非对称叶栅结构的高效紧凑型混合器，包括掺混腔及连通掺混腔的多通道多方向进口；

其中，所述掺混腔内布置有非对称叶栅结构(其非对称性体现在俯仰方向无与之对称布置的叶栅且相邻叶栅俯仰错落布置)，且掺混腔的出口依次连通有一级突然收缩段、二级突然收缩段。

进一步的，所述多通道多方向进口包括单表面单进口及单表面多进口两种形式，单表面单进口选取掺混腔表面的中心位置安装，单表面多进口则采用对称均布结构安装。

进一步的，多通道多方向进口的分布直接影响掺混腔内部非对称叶栅的安装位置，所述非对称叶栅结构安装在单表面单进口的正对位置及单表面多进口的对称中心位置。

进一步的，所述非对称叶栅的单片尺寸直接影响总压损失及掺混效果，单片叶栅宽度为0.1-0.25倍的掺混腔单边边长，单片叶栅长度为0.25-0.4倍的掺混腔单边边长。

进一步的，非对称叶栅与水平方向的俯仰角度取决于多通道多方向进口的分布及总压损失限值，为保证良好的混合性能，每片非对称叶栅与水平方向的俯仰角度范围为15°-30°。

进一步的，所述一级突然收缩段、二级突然收缩段的两级突然收缩比范围为1.5-2.5。

有益效果：本发明提供的一种带有非对称叶栅结构的高效紧凑型混合器，相对于现有技术，具有以下优点：

(1)具有多通道、多方向来流同时混合能力，将常规单侧、两通道进口模式增至多方向、多通道进口模式，并且充分利用多方向进气时入射流对冲的作用，为掺混提供湍流基础；