CN107213811A - 基于卡门涡街的混流器 - Google Patents

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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/10—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F2025/91—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings
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Abstract

本发明提供了一种基于卡门涡街的混流器，解决目前流体混合依靠增长管道自然混流或放置多孔介质进行混流，要么管道较长且混流效果也不理想，或阻力大混流效率低的问题。本发明的混流器，包括多排布置的条型低阻力流体障碍物，各条型障碍物的尺寸形状均相同，位于同一排的相邻条型障碍物的间距相同，相邻两排障碍物的位置交错布置或错间布置。本发明的混流器，可从不同方向促进流体混合，混流效率高，混流效果好，且所采用的混流器制作简单容易加工，运行维护方便。

Description

基于卡门涡街的混流器
技术领域
本发明涉及火电、冶金、石化、化工、电子、食品多领域，具体来说，是一种利用卡门涡街原理使不同气流混合均匀的混流器。
背景技术
流体绕流高大烟囱、高层建筑、电线、油管道和换热器的管束时都会产生卡门涡街。出现涡街时，流体对物体会产生一个周期性的交变横向作用力。如果力的频率与物体的固有频率相接近，就会引起共振，甚至使物体损坏。但是利用卡门涡街也有成功的应用，例如利用卡门涡街周期的、交替变化的性质，制成卡门涡街流量计，通过测量涡流的脱落频率来确定流体的速度或流量。
实际工程中有很多将两种或多种不同的流体混合为一种流的工程应用，如：图1所示的冷却塔的干湿空气混合；图2所示的淋水填料性能模拟试验装置的进气端，如图3所示的管道的不同流体的汇流。这些情况都需要将不同流体汇流进入一个管道中，当希望两种流体或多种流体达到掺混均匀状态时，经常需要管道很长，若能在多种流体混合断面增设混流器，不仅可使流体混合均匀外，同时也节省了掺混所需要的距离。现有干湿式消雾塔的混合器一般为多孔介质式，存在阻力大、混流效果差等问题。因此，提供一种具有流体阻力小、混流效果好的混流器，在工程上有很大的实用意义。
发明内容
针对目前需要靠增长管道自然混流或放置多孔介质进行混流，要么管道较长且混流效果也不理想，或阻力大混流效率低的问题，本发明提出一种利用卡门涡街原理使不同气流混合均匀的混流器。
本发明提供的基于卡门涡街的混流器，包括多排布置的条型低阻力流体障碍物，各条型障碍物的截面的尺寸形状均相同，位于同一排的相邻条型障碍物的间距相同，相邻两排障碍物的位置交错布置。
所述的相邻两排障碍物的位置还可以是错间布置。
所述的条型障碍物的截面为圆形、椭圆形、菱形、矩形或三角形。
所述的涡街混流器中的条型障碍物至少两排。
本发明的优点与积极效果在于：使用本发明的混流器，在不同流体经过一排条型低阻力障碍物时会产生漩涡，促进流体混合，在经过至少两排低阻力障碍物后，从不同方向促进流体混合地更加充分。使用本发明的涡街混流器对流体产生的阻力小，涡街相互作用混流效率高，混流效果好。本发明实现的涡街混流器制作简单容易加工，运行维护方便，不需要提供额外的动力装置，节能环保。
附图说明
图1是现有干湿式消雾冷却塔中干区与湿气气流的示意图；
图2是淋水填料性能模拟试验装置的进气端中流体混合示意图；
图3是不同流体混流的示意图；
图4是本发明实现卡门涡街的条型低阻力流体障碍物的布置示意图；
图5是本发明实现卡门涡街的条型低阻力流体障碍物的多种截面的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供了一种基于卡门涡街的混流器，可以实现流体均匀充分混合。所述的混流器包括多排布置的条型低阻力流体障碍物，各条型障碍物的截面的尺寸形状均相同，位于同一排的相邻条型障碍物的间距相同，相邻两排障碍物的位置错间布置或者交错布置。
进一步地，可以设置每排条型障碍物互相平行且间距设置相同。
如图4所示为优选的两种布置形式，(a)中相邻两排条型障碍物相互平行且错间布置，形成平行的多排错间结构；(b)中相邻两排条型障碍物相互平行且两排条型障碍物交错布置，形成平行的多排交错结构，优选地，在位于相邻两排的条型障碍物相互垂直。图4的(a)和(b)中，上图为俯视图，下图为正视图。
卡门涡街使得流体进行均匀充分地混合。本发明的涡街混流器最少包含两排条型障碍物，不同浓度的流体在经过条型低阻力流体障碍物后形成卡门涡街，涡街即形成的漩涡，通过两排障碍物，可产生不同旋转方向的涡，从两个方向促进掺混，使得流体掺混的更均匀。
所述的条型低阻力流体障碍物，截面形状根据需要设定，例如为圆形、椭圆形、菱形、矩形或三角形；如图4所示，为示例的几种截面形状的条型低阻力流体障碍物。
本发明中，设条型障碍物的截面径长为L，则设置每排中相邻条型障碍物的间距S设置为L的0.8～1.2倍。此时，可以使得条型障碍物的数目合理，且流体混合的效果更好。
本发明实现的基于卡门涡街的混流器，可通过批量生产杆状物来制作条型障碍物，组成混流器，制作简单，容易加工，维护也很方便，并且不需要提供额外的动力装置，节能环保。
将本发明所提供的实现卡门涡街的条型低阻力流体障碍物应用在干湿式冷却塔中，以实现干区的热空气与湿区湿热空气间的混合均匀。干湿式冷却塔是两个换热区，干区和湿区，干区在上，风从干区经过换热进入冷却塔中，与湿区的湿空气掺混后，由风机排出。条型障碍物布置在干区与湿区空气的出口区域。采用本发明的混流器，混流效果好，改善现有采用多孔介质时由于风机出口流体混合的温度不均匀而出现的局部出雾现象。
将本发明实现的涡街混流器应用在管道流体的混流中，可在管道中布置涡街混流器，可设置涡街混流器中包含三层条型障碍物。不同浓度的流体经过涡街混流器后产生卡门涡街效应，进行多个方向的混合，混合效率高，同时，也不需要设置很长的管道来实现混流，节约管道成本和布置空间，扩大了使用范围。在火电、冶金、石化、化工、电子、食品等多领域涉及的流体混合中，都可以使用本发明提高的混流器来提高混流效果。

Claims (7)

1.一种基于卡门涡街的混流器，其特征在于，包括多排布置的条型障碍物，各条型障碍物的截面的尺寸形状均相同，位于同一排的相邻条型障碍物的间距相同，相邻两排障碍物的位置为交错布置。
2.根据权利要求1所述的混流器，其特征在于，所述的相邻两排障碍物在交错布置时，位于相邻两排的条型障碍物相互垂直。
3.根据权利要求1所述的混流器，其特征在于，所述的相邻两排障碍物的位置还可以是错间布置。
4.根据权利要求1或3所述的混流器，其特征在于，所述的每排条型障碍物互相平行且间距设置相同。
5.根据权利要求1或3所述的混流器，其特征在于，所述的涡街混流器最少包含两排条型障碍物。
6.根据权利要求1或3所述的混流器，其特征在于，所述的条型障碍物的截面为圆形、椭圆形、菱形、矩形或三角形。
7.根据权利要求1或3所述的混流器，其特征在于，所述的涡街混流器中，相邻两排条型障碍物的间距设置为条型障碍物的截面径长的0.8～1.2倍。
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