Language
Country/Area
No result found
I segreti della dinamica dei fluidi che non conosci: come ha fatto Wang a risolvere il mistero della distribuzione del flusso?
Il flusso di fluidi attraverso i collettori è un fenomeno onnipresente in vari processi industriali. Questo flusso è particolarmente necessario nelle situazioni in cui una grande quantità di fluido deve essere distribuita in più percorsi di flusso paralleli e poi raccolta in un unico flusso di scarico, come nelle celle a combustibile, negli scambiatori di calore a piastre, nei reattori a flusso radiale e nei sistemi di irrigazione. I collettori possono essere generalmente suddivisi in diversi tipi: collettori splitter, collettori combinanti, collettori di tipo Z e collettori di tipo U. Di fronte a tale organizzazione del flusso, la questione fondamentale è come ottenere una distribuzione uniforme del flusso e ridurre la perdita di pressione.
Tradizionalmente, la maggior parte dei modelli teorici si basa sull'equazione di Bernoulli e tiene conto dell'effetto delle perdite per attrito.
In questi primi modelli, le perdite per attrito venivano solitamente descritte utilizzando l'equazione di Darcy-Weisbach, che dava origine a un'equazione chiave che descriveva il flusso diviso. Tali conoscenze di base sono essenziali per comprendere i modelli di collettori e di reti. Ad esempio, un giunto a T può essere rappresentato da due equazioni di Bernoulli, corrispondenti alle condizioni di flusso nei due punti di uscita. Tuttavia, i risultati sperimentali indicano che i fluidi tendono a scorrere in linea retta molto più che verticalmente, sfidando ancora una volta i presupposti dei modelli tradizionali.
L'effetto inerziale del fluido fa sì che il flusso preferisca una direzione rettilinea, come spiegato dalla ricerca di Wang.
Wang ha condotto un'esplorazione approfondita della distribuzione del flusso nella sua ricerca, sottolineando la relazione tra flusso, perdita di pressione e configurazione strutturale integrando i modelli principali in un quadro teorico unificato e sviluppando il modello più generale. Relazione diretta. In particolare, Wang ha sottolineato che l'ipotesi di portate uguali può essere realizzata solo in due canali di flusso con lo stesso diametro nel caso di flusso laminare a bassa velocità.
Preservando l'equilibrio di massa, quantità di moto ed energia, Wang svela i misteri del flusso nel collettore.
Di recente, Wang ha condotto una serie di studi e ha scoperto le equazioni di base per le disposizioni di divisione e raccolta del flusso, a forma di U e a forma di Z. La sua ricerca ha dimostrato che è possibile stabilire relazioni matematiche tra questi modelli di flusso, consentendo ai progettisti di adattare le configurazioni dei processi in base alle diverse esigenze.
Questi modelli master sono in realtà solo casi particolari di un insieme più ampio di equazioni, che forniscono informazioni importanti per le applicazioni di progettazione.
Per concretizzare queste teorie, Wang ha proposto soluzioni analitiche per ogni modello di flusso. Queste equazioni differenziali ordinarie non lineari sono chiamate equazioni. Per più di 50 anni, la soluzione analitica di queste equazioni è stata una profonda sfida per gli accademici. . Grazie agli sforzi di Wang, queste soluzioni furono finalmente svelate nel 2008, con importanti implicazioni per l'equilibrio della distribuzione del flusso e la progettazione delle condotte.
Wang non si è limitato a stabilire una serie di teorie, ma ha anche proposto una serie di efficaci processi di progettazione, standard di misurazione, strumenti e linee guida di progettazione per garantire una distribuzione uniforme del traffico.
Questi studi non solo aiutano a comprendere il modello di funzionamento del fluido attraverso il collettore, ma forniscono anche supporto per future innovazioni progettuali. Di fronte a richieste di flusso sempre più complesse, in che modo la ricerca futura potrà far progredire ulteriormente la teoria e la pratica della dinamica dei fluidi per affrontare le sfide delle applicazioni nel mondo reale?
