一种促进层流向紊流发展的预制件制造技术

本实用新型专利技术提供一种促进层流向紊流发展的预制件，所述预制件由多个单体组成，所述单体由单体本体、镂空部、辐条部、连接孔组成，所述单体的横截面为正八边形，所述单体的横截面由外缘正八边形、中部正八边形、内缘正八边形组成，所述中部正八边形与内缘正八边形构成的两个八边形为镂空部的截面。所述预制件改变了河流层流状态，增加了紊流形成概率，通过壅水提升水体势能并将其转化成水体动能，使得河流中溶解氧复氧速度增加，促进水体自净过程，增强水体水环境质量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水利工程领域，具体涉及一种促进层流向紊流发展的预制件。
技术介绍
流体的流动状态，由于存在粘滞性，分为层流和紊流。液体质点作有条不紊的运动，彼此不相混掺的形态称为层流。液体质点作不规则运动、互相混掺、轨迹曲折混乱的形态叫做紊流。它们传递动量、热量和质量的方式不同：层流通过分子间相互作用，紊流主要通过质点间的混掺。紊流的传递速率远大于层流。水利工程所涉及的流动，一般为紊流。当流体流速很小时，液体分层流动，互不混合，称为层流。紊流又称湍流，表现为水体扰动增强，有利于大气向河流水体中溶解氧气，并进一步向水面以下水体深层传递溶解氧，从而有助于水体自净过程，改善和增强水体质量。水体复氧对水中有机污染物迁移、扩散、降解整个水体自净过程具有直接影响，并关系水体质量的好坏，而大气复氧是河流水体中溶解氧的重要来源。目前，国内外河湖富氧技术方法主要分为机械动力型和工程结构型。机械动力型复氧主要是向水中充空气和向水中充纯氧的曝气系统，包括鼓风机—微孔布气管曝气系统、纯氧—微孔管曝气系统、纯氧——混流增压系统、叶轮吸气推流式曝气器、水下射流曝气设备等。工程结构型复氧主要包括采用不同形式的水工建筑物、水土建筑物溢流坝面加糙、接触氧化透水堤坝、跌水曝气充氧等水力学方法。机械动力型复氧方法效率高，但是在运行过程中，消耗能源较多、影响水温、产生噪声大，易产生二次污染，运行成本昂贵、移动性差、设备维护繁琐不便。现有的工程结构型复氧方法复氧能耗和效率相对较低，而且工程造价昂贵、占地面积大，对地形地势要求较高、局限性较大。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种促进层流向紊流发展的预制件，所述预制件由多个单体组成，所述单体由单体本体、镂空部、辐条部、连接孔组成，所述单体的横截面为正八边形，所述单体的横截面由外缘正八边形、中部正八边形、内缘正八边形组成，所述中部正八边形的顶边、底边上的点分别与相应的内缘正八边形的顶边、底边上的点连接，去除所述中部正八边形与内缘正八边形组成的辐条部的顶边与底边，所述中部正八边形与内缘正八边形构成的两个八边形为镂空部的截面。进一步，所述单体的横截面为轴对称结构，所述外缘正八边形、中部正八边形、内缘正八边形同心同轴。进一步，所述单体构成单体组合，所述单体组合构成预制件。进一步，所述预制件的单体本体由载体预制体、水烧制组成。进一步，所述载体预制体由硅藻土、粘土、煤粉组成。进一步，所述硅藻土、粘土、煤粉的比例为7:2:1。进一步，所述预制件的单体通过固定件经连接孔沿着纵向轴连接。进一步，所述固定件为绳索或棒状物。由以上技术方案可见，本技术具有以下的技术效果：(1)所述单体的横截面为正八边形，所述镂空部和辐条部阻挡相间，镂空部过水，辐条部阻挡壅塞水体，增加水体恢复溶解氧；所述单体本体中的硅藻土材料环境友好、无二次污染。(2)所述四个单体构成单体组合，使得通过预制件的水流在流线上转动135度角，由直线流动变为螺旋前进，增加层流向紊流演变的概率。多组单
体在垂直和水平方向上串连接，组成的预制件，放置于河道中，形成河道壅水，构筑了复式河道，提高上游水面势能，增加了下游水流动能。(3)通过预制件构筑特殊结构体，提高了水体紊流，增加水体恢复溶解氧，是一种无动力恢复水体溶解氧的方法。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是所述促进层流向紊流发展的预制件的单体的立体图。图2是所述促进层流向紊流发展的预制件的单体的主视图。图3是所述促进层流向紊流发展的预制件的单体组合的工作示意图。图4是所述促进层流向紊流发展的预制件的应用效果图。具体实施方式为了使本领域的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。下面结合本技术附图进一步说明本技术具体实现。本技术提出一种促进层流向紊流发展的预制件1，所述预制件由多个单体11组成，所述单体11的立体图，如图1所示，所述单体11由单体本体111、镂空部112、辐条部113、连接孔114组成，所述单体11的横截面为正八边形，如图2所示，也为所述单体11的正视图，所述单体11的横截面由外缘正八边形115、中部正八边形116、内缘正八边形117组成，所述中
部正八边形116的顶边、底边上的点分别与相应的内缘正八边形117的顶边、底边上的点连接，去除所述中部正八边形116与内缘正八边形117组成的辐条部113的顶边与底边，所述中部正八边形116与内缘正八边形117构成的两个八边形为镂空部112的截面。所述镂空部112与所述辐条部113的面积比为3:1。使用时，流体从镂空部112穿流而过，辐条部113处阻挡流体。具体地，所述单体1的横截面为轴对称结构，所述外缘正八边形115、中部正八边形116、内缘正八边形117同心同轴。所述预制件的单体组合如图3所示，所述第一单体11的辐条部113垂直向上正置，与辐条部113相垂直的外边缘处于水平位置，用固定件将第二单体12与第一单体11沿着纵向轴连接，第二单体12绕第一单体11的连接孔114顺时针旋转45°，用固定件将第三单体13与第二单体12沿着纵向轴连接，第三单体13绕第二单体12的连接孔114顺时针旋转45°，用固定件将第四单体14与第三单体13沿着纵向轴连接，第四单体14绕第三单体13的连接孔114顺时针旋转45°，所述第一单体11、第二单体12、第三单体13、第四单体14构成单体组合。所述单体组合在水平方向组合时，保持相应的第一单体11的位置相同，所述单体组合在水平和垂向上进行连接，组成预制件1。所述流体流过所述预制件1，单体组合中通过单体1的旋转，观察镂空结构，通过有序的旋转串接四个单体，可以使得穿过镂空处的流体通过后，水流顺时针方向旋转了135度角。通过此作用，使平稳水流通过本结构后，显著改变流线方向，由直线流动变为螺旋前进，即使得层流不断向紊流发展，增加了水体扰动和湍流增加，从而增加了水体复氧的几率和效果。所述预制件1造成河道内水面一定的壅水现象出现，结构所处河流上游水面，由于壅水，水流势能增加，穿过单体镂空构造的螺旋孔道后，层流变成湍流，也是水体势能向水流动能转化过程，流出的水流趋于形成紊流，也是上游势能向下游动能的转化结果。所述预制件1的单体11通过固定件经连接孔114沿着纵向轴连接，所述
固定件为绳索或棒状物，所述连接孔114的形状为长方形、圆形或椭圆形。更具体地，所述预制件的单体本体11由载体预制体与水混合烧制成型。所述载体预制体由硅藻土、粘土、煤粉组成，所述硅藻土、粘土、煤粉的比例为7:2:1。所述单体本体11中的硅藻土材料环境友好、无二次污染。所述预制件1在河流平水期和枯水期间，所述预制件1的高度超出水面。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种促进层流向紊流发展的预制件,其特征在于所述预制件由多个单体组成，所述单体由单体本体、镂空部、辐条部、连接孔组成，所述单体的横截面为正八边形，所述单体的横截面由外缘正八边形、中部正八边形、内缘正八边形组成，所述中部正八边形的顶边、底边上的点分别与相应的内缘正八边形的顶边、底边上的点连接，去除所述中部正八边形与内缘正八边形组成的辐条部的顶边与底边，所述中部正八边形与内缘正八边形构成的两个八边形为镂空部的截面。

【技术特征摘要】
1.一种促进层流向紊流发展的预制件,其特征在于所述预制件由多个单体组成，所述单体由单体本体、镂空部、辐条部、连接孔组成，所述单体的横截面为正八边形，所述单体的横截面由外缘正八边形、中部正八边形、内缘正八边形组成，所述中部正八边形的顶边、底边上的点分别与相应的内缘正八边形的顶边、底边上的点连接，去除所述中部正八边形与内缘正八边形组成的辐条部的顶边与底边，所述中部正八边形与内缘正八边形构成的两个八边形为镂空部的截面。2.如权利要求1所述的一种促进层流向紊流发展的预制件，其特征在于所述单体的横截面为轴对称结构，所述外缘正八边形、中部正八边形、内缘正八边形同心同轴。3.如权利要求1所述的一种促进层流...

【专利技术属性】
技术研发人员：张刚，王咏，冯江，边红枫，王肇钧，曲蛟，朱遂一，何欣，邓光怡，肖婷婷，王娟红，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22