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流体输配系统减阻降耗关键技术
发布时间: 2026-11-02
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利,实用新型专利,新技术
行业领域：
节能环保产业
成果介绍
本团队围绕流体输配系统中典型阻力构件的低阻优化开展了系统研究，研究对象覆盖直管段、散流器、变径、阀门、弯头、三通等管网主要组成部件，基本涵盖实际系统中的常见阻力来源。针对不同构件的几何特征与流动阻力机理，团队形成了仿生设计、拓扑优化、伴随优化、变分法及机器学习辅助优化等多种低阻设计方法，并应用于构件形状优化、结构重构和参数寻优。研究结果表明，各类构件经优化后均取得显著减阻效果，阀门、弯头、散流器、变径、三通及直管段均实现不同程度的压力损失降低。相关成果表明，通过构件本体低阻设计，可从源头减少流体输配系统压力损失和运行能耗，为复杂管网节能优化与低碳运行提供技术支撑。
成果亮点
本成果面向流体输配系统高阻力、高能耗问题，系统构建了覆盖典型管网构件的减阻优化技术体系。研究对象涵盖直管段、散流器、变径、阀门、弯头、三通等主要阻力单元，具有较强的工程代表性。技术方法上，融合仿生设计、拓扑优化、伴随优化、变分法和机器学习辅助优化，实现了从几何表征、数值模拟、优化设计到性能验证的完整流程。优化效果显著，阀门减阻率可达40%–49%，弯头为24%–38%，散流器为72%–77%，变径为26%–71%，三通可达40%–90%，直管段为15%–30%。成果突破了传统依赖经验修正和局部尺寸调整的设计方式，可在不显著改变系统功能的前提下降低压力损失、减少输配能耗，具有良好的工程推广价值。
团队介绍
西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院高然教授团队，依托“地下空间环境保障”全国高校黄大年式教师团队和学院建筑环境与能源应用工程学科优势，长期面向建筑低碳运行与高效输配需求开展教学科研工作。团队聚焦暖通空调输配系统减阻降耗、室内通风空调气流组织、火灾烟气控制等方向，围绕流体输配系统中直管、弯头、三通、阀门、变径、散流器等典型构件的阻力损失问题，开展低阻构型设计、流动机理解析、数值模拟优化与工程应用研究。团队坚持问题导向与工程牵引，融合仿生设计、拓扑优化、伴随优化、机器学习辅助优化等方法，形成了较为系统的低阻输配节能降耗技术路线。相关研究可从源头降低管网压力损失，减少输配能耗，提升设备系统运行效率，为绿色建筑、低碳城市和“双碳”目标实施提供技术支撑。
成果资料
产业化落地方案
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