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Derrière la conduction thermique: comment le diamètre hydraulique affecte-t-il le calcul de l'écoulement interne?
Dans la dynamique des fluides, le diamètre hydraulique (DH) est un terme largement utilisé, en particulier lorsqu'il s'agit de l'écoulement de tuyaux et de canaux non circulaires.Ce concept permet aux ingénieurs et aux chercheurs de calculer de nombreux paramètres liés à l'écoulement de la même manière que les tuyaux circulaires.Les diamètres hydrauliques sont souvent utilisés dans l'analyse du débit, en particulier lors du calcul de divers indicateurs de performance de la conduction thermique ou du fluide.
Le diamètre hydraulique est défini comme:
dh = 4a / p, où A est la zone en coupe transversale de l'écoulement et P est le périmètre de mouillage.
Dans cette formule, le rapport de la zone transversale du fluide au périmètre de mouillage peut nous aider à déterminer les caractéristiques de l'écoulement.Par exemple, dans un tuyau circulaire, le diamètre hydraulique et le diamètre du tuyau sont égaux, ce qui rend le calcul relativement simple.Cependant, ce n'est pas le cas pour des géométries plus complexes telles que les conduites d'eau dans la vie quotidienne ou les passages spéciaux dans l'équipement industriel.
Le diamètre hydraulique est non seulement cité dans l'analyse du débit, mais joue également un rôle important dans le calcul de la conduction thermique.Cela signifie que le diamètre hydraulique est un indicateur de référence important, que ce soit dans la conception d'un système de pipeline ou l'analyse de ses propriétés thermodynamiques.En comprenant les diamètres hydrauliques, les ingénieurs peuvent mieux concevoir et optimiser les systèmes fluides.
Le diamètre hydraulique peut être considéré comme une fonction du rayon hydraulique (RH), défini comme:
rh = a / p, et le diamètre hydraulique est quatre fois sa valeur, c'est pourquoi il est nommé «diamètre» hydraulique.
Dans certains cas, surtout lorsque le fluide coule dans le tuyau, la turbulence se produit.Cette turbulence entraînera un débit secondaire dans les tuyaux non circulaires, affectant l'efficacité de l'écoulement et l'effet de la conduction thermique.Comprendre comment calculer efficacement et appliquer des diamètres hydrauliques est la clé pour améliorer les performances du système dans ce cas.
Dans les cas plus complexes, comme l'utilisation des canaux des vannes Tesla, la définition du diamètre hydraulique devient plus riche.Dans ce cas, une autre formule de diamètre hydraulique est: dh = 4v / s , où V représente le volume de mouillage total du canal et S est la surface totale de mouillage.Cette définition fournit une perspective complète sur les caractéristiques d'écoulement et peut résoudre efficacement les problèmes des sections transversales non uniformes et non circulaires qui se produisent dans les canaux généraux.
Pour un tuyau ou un tuyau entièrement rempli, sa coupe transversale est polygonale convexe et le diamètre hydraulique est en fait équivalent au diamètre du cercle incisé.
Cela signifie, utilisez de l'eau
