一种基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统及应用技术方案

本发明专利技术属于仿生流动控制技术领域，公开了一种基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统及应用，所述基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统包括：鲸鱼尾鳍仿生进风管，基于仿生流动学，利用仿鲸鱼鳍流形线将引入的各种流体介质在管道内流动；集流管，安装在鲸鱼尾鳍仿生进风管下面，利用出口直径大小一致，中间收缩结构进一步引导流体介质的流动；风机段，利用内部装的风机产生的引流动力将流体介质引入鲸鱼尾鳍仿生进风管与集流管；出风弯管，利用外轮廓线为不同心弧线的结构将风机段产生的流体介质排出管道。本发明专利技术减少流动损失和局部阻力，降低涡流噪声；阻力系数大大降低，出风管压力损失减小。风管压力损失减小。风管压力损失减小。

A back-to-back integrated stove air duct system based on bionic flow control and its application

【技术实现步骤摘要】
一种基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统及应用


[0001]本专利技术属于仿生流动控制
，尤其涉及一种基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统及应用。

技术介绍

[0002]仿生学是一门模仿生物特征本领，利用生物的结构和功能来研制机械或各种新技术的科学技术。流动控制技术的基本目的在于减小物体在各种流体介质中的流动阻力，国内外学者基于仿生理念对空中和海洋生物研究获得新颖的思想和技术成功应用于流动控制领域，仿生流动控制技术已经涉及到各个学科的研究。
[0003]海鸟的翼尖、快速游动鱼的尾鳍以及前缘的突起形态的座头鲸胸鳍，在减阻方面都有很好的应用。集成灶中油烟从进口吸入，通过空气动力学设计原理，采用侧吸或者深吸下排的方式来进行排烟。由于排烟弯管曲率效应的作用，在一定条件下弯管内可能产生迪恩涡，使管内速度场、压力场发生变化。迪恩涡的产生使流体运动过程中阻力产生的能量损耗增大。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0005](1)现有技术中风道整体流动损失较大。
[0006](2)现有技术没有基于流动控制技术，借助CFD数值模拟技术，使得制造的集成灶风道系统各种流体介质阻力大，影响利用率。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统及应用。
[0008]本专利技术是这样实现的，一种基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统包括：
[0009]鲸鱼尾鳍仿生进风管，基于仿生流动学，利用仿鲸鱼鳍流形线将引入的各种流体介质在管道内流动；
[0010]集流管，安装在鲸鱼尾鳍仿生进风管下面，利用出口直径大小一致，中间收缩结构进一步引导流体介质的流动；
[0011]风机段，利用内部装的风机产生的引流动力将流体介质引入鲸鱼尾鳍仿生进风管与集流管；
[0012]出风弯管，利用外轮廓线为不同心弧线的结构将风机段产生的流体介质排出管道。
[0013]进一步，所述鲸鱼尾鳍仿生进风管的平面形状，采用4个参数进行表达，所述4个参数包括尾翼的根部弦长c，尖部弦长b，尾缘夹角α，尾缘宽度t。
[0014]进一步，所述尾缘夹角α正值为尾翼后掠，负值为尾翼前掠。
[0015]进一步，所述尾缘夹角α＝90
°
，尖部弦长b＝0。
[0016]进一步，所述下尾缘线由(90mm≤c≤125mm)构成。
[0017]进一步，所述集流管为空心回转体。
[0018]进一步，所述风机段内部装有风机，所述风机采用斜流式风机或轴流式风机。
[0019]进一步，所述出风弯管的外轮廓线曲率折流角依次减小。
[0020]本专利技术的另一目的在于提供一种基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统的设计方法包括：通过计算流体动力学，分析管内的流动特性，以及分析管内迪恩涡的速度分布和压力分布情况；并利用计算流体软件对弯管内流场进行模拟，对于流体实验的流速、管径参数进行选择，基于选择的流速、管径参数进行集成灶内部结构、CFD计算拟合导流构件曲线的设计。
[0021]本专利技术的另一目的在于提供一种家庭、公共餐饮行业集成灶搭载所述的基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统。
[0022]本专利技术的另一目的在于提供一种电子加工、化工产品制造、机械制造行业排气排尘净化装置，所述电子加工、化工产品制造、机械制造行业排气排尘净化装置搭载所述的基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统。
[0023]结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0024]第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地性的技术效果。具体描述如下：
[0025]本专利技术提供的一种基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统，包括鲸鱼尾鳍仿生进风管，集流管，风机段，出风弯管；所述鲸鱼尾鳍仿生进风管的平面形状，采用4个参数进行表达，即尾翼的根部弦长c，尖部弦长b，尾缘夹角α(正值为尾翼后掠，负值为尾翼前掠)，尾缘宽度t；所述风机段内部装有风机，所述风机不局限于斜流式；传统的集成灶风道设计基于实验及加工经验设计，风道整体流动损失较大，现基于流动控制技术，借助CFD数值模拟技术，本专利技术提出一种基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统。
[0026]第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本专利技术所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
[0027]本专利技术装置基于仿生流动控制技术，仿鲸鱼鳍流形线，用于背靠式风道中进风管外形设计，减少流动损失和局部阻力，降低涡流噪声；
[0028]本专利技术装置的CFD计算结果显示，湍动能局部能量损失较小，具有较好的导流效果，较普通进风管，大大降低内部涡旋的产生；
[0029]本专利技术装置中风机段，可采用轴流、斜流式风机，具有较好的可拆卸性，密封性等特点；
[0030]本专利技术装置中出风弯管，曲率折流角减小，曲率性优于传统出风管，阻力系数大大降低，出风管压力损失减小。
[0031]第三，作为本专利技术的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
[0032](1)本专利技术的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：集成灶市场发展迅速，已经成为第三个超过百亿市场规模的厨电单品。其空间的利用率，决定了产品的青睐程度，意
味着能否集成更多的厨具产品，本专利技术专利提供的风道系统颠覆现有集成灶排布设计，为未来同类产品设计提供了思路。
[0033](2)本专利技术的技术方案填补了国内外业内技术空白：传统的集成灶内部动力原件为多翼离心风机，本专利中基于仿生流动的背靠式集成灶风道系统，空间占用率约缩小一半，装载斜流式风机或其他类型风机，结构上更为紧凑。
[0034](3)本专利技术的技术方案是否解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题：借用CFD数值模拟研究，避免了传统设计中弯管的90
°
强弯设计，拟合出适合油烟流动转向的理想曲线，大大节省了计算耗时及计算内存空间，缩短研究周期。
附图说明
[0035]图1是本专利技术实施例提供的基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统示意图；其中图1(a)基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统主视图；图1(b)侧视图；图1(c)俯视图；
[0036]图2是本专利技术实施例提供的基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统鲸鱼尾鳍仿生进风管示意图；
[0037]图3是本专利技术实施例提供的基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统仿真模拟图；
[0038]图4是本专利技术实施例提供的基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统实物效果示意图；
[0039]图中：1、鲸鱼尾鳍仿生进风管；2、集流管；3、风机段；4、出风弯管；c、尾翼的根部弦长；b、尖部弦长；α、尾缘夹角；t、尾缘宽度；F(c)、上尾缘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统，其特征在于，所述基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统包括：鲸鱼尾鳍仿生进风管，基于仿生流动学，利用仿鲸鱼鳍流形线将引入的各种流体介质在管道内流动；集流管，安装在鲸鱼尾鳍仿生进风管下面，利用出口直径大小一致，中间收缩结构进一步引导流体介质的流动；风机段，利用内部装的风机产生的引流动力将流体介质引入鲸鱼尾鳍仿生进风管与集流管；出风弯管，利用外轮廓线为不同心弧线的结构将风机段产生的流体介质排出管道。2.如权利要求1所述的基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统，其特征在于，所述鲸鱼尾鳍仿生进风管的平面形状，采用4个参数进行表达，所述4个参数包括尾翼的根部弦长c，尖部弦长b，尾缘夹角α，尾缘宽度t。3.如权利要求2所述的基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统，其特征在于，所述尾缘夹角α正值为尾翼后掠，负值为尾翼前掠。4.如权利要求2所述的基于仿生流动控制的背靠式集成灶风道系统，其特征在于，所述尾缘夹角α＝90
°
，尖部弦长b＝0。5.如权利要求2所述的基于仿生流动控制的背...

【专利技术属性】
技术研发人员：周水清，许彪，徐滌平，金伟娅，高增梁，
申请(专利权)人：嵊州市浙江工业大学创新研究院，
类型：发明
国别省市：