Language
Country/Area
No result found
Rahasia dinamika fluida yang tidak Anda ketahui: Bagaimana Wang memecahkan misteri distribusi aliran?
Aliran fluida melalui manifold merupakan fenomena yang ada di mana-mana dalam berbagai proses industri. Jenis aliran ini khususnya diperlukan dalam situasi di mana sejumlah besar aliran fluida perlu didistribusikan ke beberapa jalur aliran paralel dan kemudian dipusatkan ke aliran pembuangan, seperti sel bahan bakar, penukar kalor pelat datar, reaktor aliran radial, dan sistem irigasi. Manifold secara umum dapat dibagi menjadi beberapa jenis: manifold split, header, Z- dan U-manifold. Dihadapkan dengan organisasi aliran seperti itu, masalah utamanya adalah bagaimana mencapai distribusi aliran yang seragam dan mengurangi kehilangan tekanan.
Secara tradisional, sebagian besar model teoritis didasarkan pada persamaan Bernoulli dan memperhitungkan efek kehilangan gesekan.
Dalam model-model awal ini, kehilangan gesekan biasanya dijelaskan menggunakan persamaan Darcy-Weisbach, yang menghasilkan persamaan utama yang menggambarkan aliran split. Pengetahuan dasar tersebut sangat penting untuk memahami model manifold dan jaringan. Misalnya, sambungan berbentuk T dapat direpresentasikan oleh dua persamaan Bernoulli, yang sesuai dengan kondisi aliran pada dua titik aliran keluar. Akan tetapi, hasil eksperimen menunjukkan bahwa kecenderungan fluida untuk mengalir dalam garis lurus jauh lebih besar daripada aliran vertikal, yang sekali lagi menantang asumsi model tradisional.
Efek inersia fluida menyebabkan aliran lebih menyukai arah aliran langsung, yang telah dijelaskan oleh penelitian Wang.
Wang telah mengeksplorasi distribusi aliran secara mendalam dalam penelitiannya, menekankan hubungan antara aliran, kehilangan tekanan, dan konfigurasi struktural dengan mengintegrasikan model-model utama ke dalam kerangka teori terpadu dan mengembangkan model yang paling umum. hubungan langsung. Secara khusus, Wang menunjukkan bahwa hanya dalam kasus aliran laminar kecepatan rendah, dua saluran aliran dengan diameter yang sama dapat mencapai asumsi laju aliran yang sama.
Dengan menjaga keseimbangan massa, momentum, dan energi, Wang mengungkap misteri aliran dalam manifold.
Baru-baru ini, Wang melakukan serangkaian penelitian dan menemukan persamaan dasar untuk pengaturan percabangan, pengumpulan, berbentuk U, dan berbentuk Z. Penelitiannya menunjukkan bahwa hubungan matematis dapat dibangun di antara pola aliran ini, yang memungkinkan perancang untuk menyesuaikan konfigurasi proses sesuai dengan kebutuhan yang berbeda.
Model-model induk ini sebenarnya hanyalah kasus khusus dari persamaan yang lebih luas, yang merupakan wawasan penting untuk aplikasi desain.
Untuk mengkonkretkan teori-teori ini, Wang mengusulkan solusi analitis untuk setiap model aliran. Ini dikenal sebagai persamaan diferensial biasa nonlinier. Selama lebih dari 50 tahun, solusi analitis persamaan ini telah menjadi tantangan besar dalam dunia akademis. Berkat upaya Wang, solusi ini akhirnya terungkap pada tahun 2008, yang memiliki implikasi penting bagi keseimbangan distribusi aliran dan desain pipa.
Wang tidak hanya menetapkan serangkaian teori, tetapi juga mengusulkan serangkaian proses desain yang efektif, standar pengukuran, dan alat serta pedoman desain untuk memastikan distribusi aliran yang seragam.
Studi ini tidak hanya berkontribusi pada pemahaman model operasi fluida melalui manifold, tetapi juga memberikan dukungan untuk inovasi desain di masa mendatang. Menghadapi persyaratan aliran yang semakin kompleks, bagaimana penelitian di masa mendatang akan lebih memajukan teori dan praktik dinamika fluida untuk memenuhi tantangan dalam aplikasi praktis?
