水下用防堵減阻的直管結構制造技術

一種水下用防堵減阻的直管結構，包括流道內部具多個主螺旋槽的主管段、設置于主管段兩端部中至少一個端部上的轉接段，轉接段內具有與主螺旋槽相連的漸變螺旋槽，漸變螺旋槽自轉接段的與主管段的連處向外延伸槽深漸變漸淺，主管段與轉接段外表面上分別交錯分布設有多個凹坑。轉接段由圓形截面逐漸過渡發展成多螺旋形截面，避免因流道截面積突變引起附加水力損失，流體逐漸過渡至旋流狀態，使得含顆粒物的流體在主管段流道內旋流，顆粒物受到旋流作用力，顆粒物在旋流作用力下離開流道底部在流道中處于懸浮狀態，因而解決了顆粒在彎管中發生沉降引起堵塞流道的問題，并且，通過在流道外表面上布置凹坑，減小水流邊界層分離產生的阻力。

Straight pipe structure for preventing and reducing resistance under water

An underwater anti blocking drag pipe structure, including the head section, a plurality of main channel with internal spiral groove arranged on the head section ends in at least one end of the switching section, transition period has a gradual spiral groove is connected with the main spiral groove, tapered spiral groove connection part rotation with the head section even extends outward at the groove depth gradient gradually becomes shallow, head of section and section on the outer surface of which is provided with a plurality of concave staggered distribution. Section by circular cross section gradually developed into a multi spiral section, avoid the channel area caused by mutations in additional hydraulic loss, fluid gradually transition to the vortex state, the fluid containing particulate matter in charge in the channel section of cyclone, cyclone particles by force, particles leave the channel at the bottom of cyclone force is placed in a suspended state in the flow passage, and the problem in settling particles in the pipe blockage caused by the channel, and, through the arrangement of pits in the channel on the outer surface, reducing the separation of flow boundary layer resistance.

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種水下用防堵減阻的直管結構。
技術介紹
全球經濟的飛速發展和陸地資源的短缺，推動了海洋礦產資源的開發進程，目前公知的海洋礦產資源有石油、砂礦、可燃冰、錳金屬結核等，對于這類資源的開發，其重要的步驟是管件的輸送過程。公知石油、水合物、礦石等資源含有顆粒物，其流動過程中由于顆粒的重力等影響顆粒會發生沉降，普通管件在輸送這類介質時存在以下不足：含有顆粒物的流體進入普通管件后，由于重力的影響，密度大的顆粒物速度降低并發生沉降，流體在管件中心區運動，而顆粒物在管件底部運動，隨著顆粒物速度的繼續降低，管件底部的顆粒發生堆積，不僅導致管件堵塞而且會引起管件內壁的過早磨損；管件用于水下，尤其是海洋環境，由于水流的粘性作用，水流流過管件外表面時產生邊界層，水流速度越大，邊界層越厚，邊界層厚到一定程度就脫離管件表面，形成邊界層分離，導致管件后面形成對稱的漩渦，漩渦區越大其壓力越小，而管件前面的水流壓力大，因此管件前后形成壓差，產生阻力；普通管件由于是光滑表面，這種邊界層分離的早，管件后面形成的旋渦區小，管件前后壓差就很大，導致普通管件在水下的水流阻力大。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是提供一種水下用防堵減阻的直管結構。為了解決上述技術問題，本技術采用的一種技術方案是：一種水下用防堵減阻的直管結構，包括流道內部具多個主螺旋槽的主管段、設置于所述主管段兩端部中至少一個端部上的轉接段，所述轉接段內具有與所述主螺旋槽相連的漸變螺旋槽，所述漸變螺旋槽自轉接段的與主管段的連處向外延伸槽深漸變漸淺，所述主管段與所述轉接段外表面上分別交錯分布設有多個凹坑。在某些實施方式中，所述轉接段上具有用于管件安裝的法蘭。在某些實施方式中，所述轉接段的外端部呈圓環狀。在某些實施方式中，所述主管段的水力直徑為D，所述主管段的外徑為E，E的尺寸范圍為1.05D～1.2D毫米。在某些進一步實施方式中，所述轉接段的水力直徑、外徑分別與所述主管段的水力直徑D和外徑E相等。在某些進一步實施方式中，所述凹坑的凹坑間距F為外徑E的0.10～0.20倍，凹坑直徑G為凹坑間距F的2.5～3.5倍，凹坑深度H為凹坑直徑G的0.1～0.2倍。在某些實施方式中，在所述主管段的同一橫截面上，所述主螺旋槽的數量為3～4個。在某些實施方式中，所述主管段的水力直徑為D，每米的主管段內主螺旋槽的螺旋角度為45/D～60/D度。在某些實施方式中，所述轉接段的長度為100～200毫米。在某些實施方式中，所述漸變螺旋槽自轉接段的內端部至外端部，其螺旋發展的角度為90～240度。本技術的范圍，并不限于上述技術特征的特定組合而成的技術方案，同時也應涵蓋由上述技術特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術方案。例如上述特征與本申請中公開的（但不限于）具有類似功能的技術特征進行互相替換而形成的技術方案等。由于上述技術方案運用，本技術與現有技術相比具有下列優點：轉接段由圓形截面逐漸過渡發展成多螺旋形截面，避免因流道截面積突變引起附加水力損失，流體逐漸過渡至旋流狀態，使得含顆粒物的流體在主管段流道內旋流，顆粒物受到旋流作用力，顆粒物在旋流作用力下離開流道底部在流道中處于懸浮狀態，因而解決了顆粒在彎管中發生沉降引起堵塞流道的問題，并且，通過在流道外表面上布置凹坑，減小水流邊界層分離產生的阻力。附圖說明圖1為本技術等軸視圖；圖2為本技術縱向剖面示意圖；圖3為本技術主視圖；圖4為本技術右視圖；圖5為凹坑橫向分布示意圖；圖6為主管段中流道的等軸視圖；圖7為主管段中流道的主視圖；圖8為主管段中流道的截面圖；圖9為轉接段中流道的等軸視圖；圖10為轉接段中流道的主視圖；圖11為轉接段中流道的截面圖；其中：1、法蘭；2、轉接段；3、主管段；4、凹坑；5.主螺旋槽；6、漸變螺旋槽。具體實施方式如各附圖所示，一種水下用防堵減阻的直管結構，包括流道內部具多個主螺旋槽5的主管段3、分別設置于主管段3兩端部的兩個轉接段2，主管段3與轉接段2外表面上分別開有多個凹坑4。多個凹坑4交錯均勻分布在主管段3與轉接段2的外表面上。轉接段2的水力直徑與主管段3的水力直徑D相等，對應的，轉接段2的外徑與主管段3的外徑E也相等。轉接段2內具有與主螺旋槽5相連的漸變螺旋槽6，漸變螺旋槽6自轉接段2的與主管段3的連處向外延伸槽深漸變漸淺，直至外端部呈圓環狀。轉接段2上具有用于管件安裝的法蘭1。轉接段2的長度為100～200毫米。漸變螺旋槽6自轉接段2的內端部至外端部，其螺旋發展的角度為90～240度。結合圖9、圖10和圖11，本實施例中，轉接段2的長度為100毫米，轉接段2的水力直徑為50毫米，外徑為60毫米，圓形截面直徑和多螺旋形截面的水力直徑相等，為50毫米，螺旋槽的數量為4個，從多螺旋形截面螺旋發展至圓形截面，螺旋發展的角度為90度。結合圖6、圖7和圖8，實施例主管段3中的主螺旋槽5是三維螺旋扭曲結構，在主管段3的同一橫截面上，主螺旋槽5的數量為4個，實施例主管段3長400毫米，主管段3內主螺旋槽5的螺旋角度為360度。主管段3的水力直徑為D，每米的主管段3內主螺旋槽5的螺旋角度為45/D～60/D度。主管段3的水力直徑為D，主管段3的外徑為E，E的尺寸范圍為1.05D～1.2D毫米。本實施例中，主管段3的水力直徑D為50毫米，主管段3的外徑E為60毫米。凹坑4的凹坑間距F為外徑E的0.10～0.20倍，凹坑直徑G為凹坑間距F的2.5～3.5倍，凹坑深度H為凹坑直徑G的0.1～0.2倍。本實施例中，如圖3和圖5所示，實施例凹坑4的凹坑間距為9毫米，凹坑直徑為27毫米，凹坑深度為2毫米。轉接段2由圓形截面逐漸過渡發展成多螺旋形截面，避免因流道截面積突變引起附加水力損失，流體逐漸過渡至旋流狀態，含顆粒物的流體在主管段3內旋流，顆粒物受到旋流作用力，顆粒物在旋流作用力下離開流道底部在流道中處于懸浮狀態，因而解決了顆粒在流道中發生沉降引起堵塞流道的問題。本技術用于水下，尤其是海洋環境，由于水流的粘性作用，水流流過流道外表面時產生邊界層，水流速度越大，邊界層越厚，邊界層厚到一定程度就脫離直管表面，形成邊界層分離，導致直管后面形成對稱的漩渦，漩渦區越大其壓力越小，而直管前面的水流壓力大，因此直管前后形成壓差，產生阻力；普通管件由于是光滑表面，這種邊界層分離的早，管件后面形成的旋渦區小，管件前后壓差就很大，導致普通管件在水下的水流阻力大。本技術在管件外表面上布置交錯均勻分布的凹坑，這些小坑在水流沖擊下產生一些小漩渦，由于這些小漩渦的吸力，管件表面附近的水分子被漩渦吸引，邊界層的分離點被推后，使得管件后面形成的旋渦區比光滑管件形成的漩渦區小得多，從而使管件前后壓差所形成的阻力大為減小。如上，我們完全按照本技術的宗旨進行了說明，但本技術并非局限于上述實施例和實施方法。相關
的從業者可在本技術的技術思想許可的范圍內進行不同的變化及實施。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水下用防堵減阻的直管結構，其特征在于：包括流道內部具多個主螺旋槽（5）的主管段（3）、設置于所述主管段（3）兩端部中至少一個端部上的轉接段（2），所述轉接段（2）內具有與所述主螺旋槽（5）相連的漸變螺旋槽（6），所述漸變螺旋槽（6）自轉接段（2）的與主管段（3）的連處向外延伸槽深漸變漸淺，所述主管段（3）與所述轉接段（2）外表面上分別交錯分布設有多個凹坑（4）。

【技術特征摘要】
1.一種水下用防堵減阻的直管結構，其特征在于：包括流道內部具多個主螺旋槽（5）的主管段（3）、設置于所述主管段（3）兩端部中至少一個端部上的轉接段（2），所述轉接段（2）內具有與所述主螺旋槽（5）相連的漸變螺旋槽（6），所述漸變螺旋槽（6）自轉接段（2）的與主管段（3）的連處向外延伸槽深漸變漸淺，所述主管段（3）與所述轉接段（2）外表面上分別交錯分布設有多個凹坑（4）。2.根據權利要求1所述的水下用防堵減阻的直管結構，其特征在于：所述轉接段（2）上具有用于管件安裝的法蘭（1）。3.根據權利要求1所述的水下用防堵減阻的直管結構，其特征在于：所述轉接段（2）的外端部呈圓環狀。4.根據權利要求1所述的水下用防堵減阻的直管結構，其特征在于：所述主管段（3）的水力直徑為D，所述主管段（3）的外徑為E，E的尺寸范圍為1.05D～1.2D毫米。5.根據權利要求4所述的水下用防堵減阻的直管結構，其特征在于：所述轉接段（2）的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王健，丁劍，劉厚林，趙振江，宋向前，王臨茹，郭沁涵，
申請(專利權)人：泰州學院，
類型：新型
國別省市：江蘇;32