布水器论文和设计-雒文伯

全文摘要

本实用新型公开了一种布水器，包括布水管，所述布水管的一端连接主水管，所述布水管的另一端设有布水弯头，所述布水弯头底部设有呈喇叭状的渐阔帽，在所述布水弯头下方的设定距离处固定有散流挡板。本实用新型提供的布水器，有效提升布水均匀性，保证布水效果。

主设计要求

1.一种布水器，包括布水管，其特征在于，所述布水管的一端连接主水管，所述布水管的另一端设有布水弯头，所述布水弯头底部设有呈喇叭状的渐阔帽，在所述布水弯头下方的设定距离处固定有散流挡板。

设计方案

2.如权利要求1所述的布水器，其特征在于，所述散流挡板固定有分水体,所述分水体头部位于渐阔帽内，水流经所述分水体分流后沿分水体各个方向的流量相同。

3.如权利要求2所述的布水器，其特征在于，所述分水体位于散流挡板的中心位置。

4.如权利要求2所述的布水器，其特征在于，所述渐阔帽包括连接布水弯头内侧的具有第一曲率的内折弯部和连接布水弯头外侧的具有第一曲率的外折弯部，所述内折弯部曲率变化大，所述外折弯部曲率变化小。

5.如权利要求4所述的布水器，其特征在于，所述分水体的外表面为曲面，所述分水体包括靠近所述内折弯部的具有第三曲率的第三曲面，靠近所述外折弯部的具有第四曲率的第四曲面，第四曲面的第四曲率变化小，第三曲面的第三曲率变化大，且分水体的底部与散流挡板通过平滑曲线过渡，分水体的底部包括靠近内折弯部的具有第五曲率的第五曲面，靠近所述外折弯部的具有第六曲率的第六曲面。

6.如权利要求4所述的布水器，其特征在于，所述散流挡板的顶面为圆弧面或平面。

7.如权利要求1-6任一项所述的布水器，其特征在于，所述渐阔帽的底面和散流挡板通过数个支撑件连接，整个支撑件分别与渐阔帽的底面和散流挡板的顶面固定连接。

8.如权利要求7所述的布水器，其特征在于，所述布水弯头和渐阔帽为一体成型。

9.如权利要求7所述的布水器，其特征在于，所述数个支撑件分布在所述散流挡板的边缘。

10.如权利要求7所述的布水器，其特征在于，所述支撑件包括数个柱体，主体两端分别与渐阔帽的底面、散流挡板的顶面固定连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及水温自然分层型水蓄能装置技术领域，具体地说，涉及一种布水器。

背景技术

水蓄冷技术是利用水的显热储存能量，具有造价低、运行稳定、维护方便等优点，是解决建筑空调系统增容和“移峰填谷”的有效方式。水温自然分层是由于不同温度的水的密度差所引起的水在重力方向上的自然分层。在自然分层型蓄水槽中，冷水聚集在蓄水槽的下部，热水聚集在蓄水槽的上部，形成冷、热水的自然分层，为了使水以重力流或活塞流平稳地导入槽内或槽内引出，要在冷水进出口处设置适当的布水装置，以确保水流在水槽内均匀分配。

水蓄能槽内布水装置的旋转和布置直接影响着蓄能系统的运行效率。为保证布水均匀，布水器要尽可能均匀的布在水槽内，根据水槽的形状，通槽的布水器支管可按树枝布置。当水槽的底面积较大时，通槽布水支管布置成多层，但仍然要尽可能的保持水槽截面上的水流均匀。

为了保障布水效果，通常需要达到较高的布水密度，即布水器之间的间隔要尽量的小，而布水器的间隔还要保持一致，因此大部分的布水头都通过弯头与布水管网相连接，而弯头离布水头的开口通常距离很近，弯头内外两侧水流不平衡现象，弯管道外侧的水流速度较大，弯管到内侧的水流速度较小，产生的水流不平衡现象，严重影响了布水头的进出水均匀分布和布水效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种布水器，有效提升布水均匀性，保证布水效果。

本实用新型公开的布水器所采用的技术方案是:

一种布水器，包括布水管，所述布水管的一端连接主水管，所述布水管的另一端设有布水弯头，所述布水弯头底部设有呈喇叭状的渐阔帽，在所述布水弯头下方的设定距离处固定有散流挡板。

作为优选方案，所述散流挡板固定有分水体,所述分水体头部位于渐阔帽内，水流经所述分水体分流后沿分水体各个方向的流量相同。

作为优选方案，所述分水体位于散流挡板的中心位置。

作为优选方案，所述渐阔帽包括连接布水弯头内侧的具有第一曲率的内折弯部和连接布水弯头外侧的具有第一曲率的外折弯部，所述内折弯部曲率变化大，所述外折弯部曲率变化小。

作为优选方案，所述分水体的外表面为曲面，所述分水体包括靠近所述内折弯部的具有第三曲率的第三曲面，靠近所述外折弯部的具有第四曲率的第四曲面，第四曲面的第四曲率变化小，第三曲面的第三曲率变化大。

作为优选方案，所述散流挡板的顶面为圆弧面或平面。

作为优选方案，所述渐阔帽的底面和散流挡板通过数个支撑件连接，整个支撑件分别与渐阔帽的底面和散流挡板的顶面固定连接。

作为优选方案，所述布水弯头和渐阔帽为一体成型。

作为优选方案，所述数个支撑件分布在所述散流挡板的边缘。

作为优选方案，所述支撑件包括数个柱体，主体两端分别与渐阔帽的底面、散流挡板的顶面固定连接。

本实用新型公开的布水器的有益效果是：水流从主水管流向布水管，经过布水弯头后，水流方向发生改变，同时在布水弯头内外两侧水流易产生不平衡现象，布水弯头外侧(布水弯头内壁)的水流速度较大，布水弯头内侧(布水弯头内部)的水流速度较小，水流易产生紊乱。通过在布水弯头底部设置呈喇叭状的渐阔帽，根据流体的附壁效应和流体力学原理，从布水弯头出来的水流会沿着渐阔帽进行流动，渐阔帽不仅可以降低流阻，并且重新使水流恢复均匀，减小对散流挡板的冲击力。最后通过散流挡板和渐阔帽之间的间隙均匀向四周流出。放冷时也同理，通过渐阔帽与散流挡板之间的间隙流入，通过渐阔帽的导向，使水流更为平稳，再经过布水弯头进入到主水管。有效提升布水器的布水均匀性，保证布水效果。

附图说明

图1是本实用新型布水器的结构示意图；

图2是本实用新型布水器的正视图；

图3是本实用新型布水器的俯视图。

图4是本实用新型布水器的另一实施例的正视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型做进一步阐述和说明:

请参考图1-图3，一种布水器，包括布水管11和布水弯头12，布水管11 的一端连接主水管，布水管安装布水弯头12，布水弯头12底部设有呈喇叭状的渐阔帽13。布水弯头12下方的设定距离处固定有散流挡板14。渐阔帽13 包括连接布水弯头内侧的具有第一曲率R1的内折弯部131和连接布水弯头外侧的具有第一曲率R2的外折弯部132，内折弯部131曲率变化大，外折弯部 132曲率变化小。通过设置渐阔帽13，利用流体的附壁效应和流体力学原理，有效降低水流的流阻，并且使水流经过渐阔帽13的内折弯部131和外折弯部 132，有效抵消水流通过布水弯头12产生的紊乱，使水流保持稳定。布水弯头 12和渐阔帽13为一体成型，使布水弯头12和渐阔帽13的内侧保持平滑，减少对水流的流阻。

散流挡板14在近渐阔帽13的表面固定有分水体15。分水体的外表面为曲面，分水体15包括靠近所述内折弯部131的具有第三曲率R3的第三曲面151，靠近所述外折弯部132的具有第四曲率R4的第四曲面152，第四曲面152的第四曲率R4变化小，第三曲面151的第三曲率R3变化大。并且分水体15的底部与散流挡板14通过平滑曲线过渡，分水体15的底部包括靠近内折弯部131 的具有第五曲率的第五曲面153，靠近所述外折弯部132的具有第六曲率R6 的第六曲面154。通过第五曲面153和第六曲面154对水流的导流，可减小对散流挡板14的冲击。

分水体15位于散流挡板14的中心位置。由于水流经过布水弯头12时，水流的挤压，容易产生水流的紊乱，通过分水体15，对水流进行导流，使水流恢复平稳，并且通过软件的数据模拟得出分水体15尖端的位置，通过分水体 15，使水流流向各个方向的流量相同，提升布水的均匀性。即，水流经过分水体15后，向各个方向的水流的流量相同。

渐阔帽13的内侧弧形表面和分水体15的外表面的摩擦阻力会让水流的两侧产生压力差。压力差的存在使水流产生靠近渐阔帽13的内侧弧形表面和分水体15的外侧弧形表面的附壁层，并且水流附着于附壁面侧的压力小于另一侧的压力，固水流在压差的作用下向低压侧偏转，以达到稳定的附壁流动状态。其原理具体如下。

当水流与渐阔帽13的内侧弧形表面和分水体15的外侧弧形表面接触时，渐阔帽13的内侧弧形表面和分水体15的外侧弧形表面上的粘性阻力会引起水流减速，水流在渐阔帽13的内侧弧形表面和分水体15的外侧弧形表面上的压力为ps，而ps小于周围水流的压力p∞，从而导致水流在渐阔帽13的内侧弧形表面和分水体15的外侧弧形表面上附着流动。但水流之间是具有粘度的，水流之间的粘度会导致水流流速的降低，水流作用在壁面上的压力会随着流速的降低而逐渐降低，当ps＝p∞时，水流会脱离渐阔帽13的内侧弧形表面和分水体15的外侧弧形表面。

水流的流动过程中，流动方向上水流的压力梯度的变化会显著的影响附壁层的流动状态。正压力梯度有利于水流附壁，不易产生脱落现象。由于附着壁面的粘性阻力作用，附着水流在边界层内产生较大的压力梯度，根据内摩擦定律，边界层内产生较大的摩擦阻力，水流流动时附着水流的压强增大而速度减小，水流的的部分动能被消耗，造成附壁水流的流速降低，附壁层中的水流的动能也逐渐降低。当水流动能减小到零时，靠近附壁面的水流发生停滞和倒流，附壁层从附着面脱离。

渐阔帽13的内侧弧形表面和分水体15的外侧弧形表面的弧度是形成附壁效应的关键，渐阔帽13的内侧弧形表面和分水体15的外侧弧形表面的曲率将直接影响水流发生附壁效应时的压力梯度与压力损失。在水流流动过程中，压力梯度影响临界雷诺数，即使在流动方向上出现很小压力梯度，也会使整个附壁层流动发生改变。正压力梯度有利于流体附壁，不容易发生变流，逆压力梯度则不利于流体附壁，容易发生变流，从而导致附壁流体发生附壁层分离。

不同曲率物体表面对附壁效应有很大的影响。因此本实用新型通过对渐扩帽13和分水体15的第一曲率R1，第二曲率R2，第三曲率R3、第四曲率R4、第五曲率R5和第六曲率R6的曲率设置，以及分水体15的位置设置，分水体 15的位置通过分水体15头部与布水弯头12端部中心的距离A和B来确定，A 为分水体15头部与布水弯头12端部中心的水平距离，B为分水体15头部与布水弯头12端部中心的垂直距离，分水体15使流体沿着渐扩帽13和分水体15的四周水流的流量保持均匀。并且通过分水体15可以减小对下板的冲击力，减小流阻，利用渐扩帽13和分水体15，使水流改变方向向四周扩散，同时平衡了水流抵消了布水弯头12带来的流量不平衡。

分水体15的曲率R3的曲率较大，而R4的曲率较小，可以使水流的附壁层的流速从逐步扩大到逐渐变小，最后脱离分水体15壁面向底面和四周流动。

渐阔帽13的底面和散流挡板14通过数个支撑件16连接，整个支撑件16 分别与渐阔帽13的底面和散流挡板14的顶面固定连接。数个支撑件16分布在散流挡板14的边缘。支撑件16包括数个柱体，主体两端分别与渐阔帽13 的底面、散流挡板14的顶面固定连接。数个柱体均匀分布于渐阔帽13的底面、散流挡板14的顶面之间。数个柱体为圆柱柱或棱柱状。通过支撑件16隔开渐阔帽13和散流挡板14，使水流向不同方向分布，同时支撑件16为圆柱状或棱柱状，可有效较少流阻，并且使水产生圆柱扰流，进一步均分水流，提升布水效果。

请参考图4，另一实施例中，散流挡板14的顶部为圆弧面，通过圆弧面的设计，使水流的得到缓冲，并通过附壁效应，圆弧面的散流挡板14起到导流的作用，使布水更均匀，提升布水效果。

上述方案中，水流从主水管流向布水管11，经过布水弯头12后，水流方向发生改变，同时在布水弯头12内外两侧水流易产生不平衡现象，布水弯头 12外侧(布水弯头内壁)的水流速度较大，布水弯头12外侧(布水弯头内部) 的水流速度较小，水流易产生紊乱。通过在布水弯头12底部设置呈喇叭状的渐阔帽13，根据流体的附壁效应和流体力学原理，从布水弯头12出来的水流会沿着渐阔帽13和分水体15进行流动，渐阔帽13和分水体15不仅可以降低流阻，并且重新使水流恢复均匀。再通过分水体15的分流，使水流最后通过散流挡板14和渐阔帽13之间的间隙均匀向四周流出，布水器各个方向的流量保持一致，使布水更为均匀，提升布水效果。放冷时也同理，通过渐阔帽13 与散流挡板14之间的间隙流入，通过渐阔帽13和分水体15的导向，使水流更为平稳，再经过布水弯头12进入到主水管11。有效提升布水器的布水均匀性，保证布水效果。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

设计图

布水器论文和设计

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