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Por trás da condução de calor: como o diâmetro hidráulico afeta o cálculo do fluxo interno?
Na dinâmica de fluidos, o diâmetro hidráulico (DH) é um termo amplamente utilizado, especialmente ao lidar com o fluxo de tubos e canais não circulares.Esse conceito permite que engenheiros e pesquisadores calculem muitos parâmetros relacionados ao fluxo da mesma maneira que os tubos circulares.Os diâmetros hidráulicos são frequentemente usados na análise de fluxo, especialmente ao calcular vários indicadores de desempenho de condução de calor ou fluxo de fluido.
O diâmetro hidráulico é definido como:
dh = 4a / p, onde a é a área da seção transversal do fluxo e P é o perímetro umedecimento.
Nesta fórmula, a proporção da área da seção transversal do fluido para o perímetro de umedecimento pode nos ajudar a determinar as características do fluxo.Por exemplo, em um tubo circular, o diâmetro hidráulico e o diâmetro do tubo são iguais, o que torna o cálculo relativamente simples.No entanto, esse não é o caso de geometrias mais complexas, como tubos de água na vida cotidiana ou passagens especiais em equipamentos industriais.
O diâmetro hidráulico não é citado apenas na análise de fluxo, mas também desempenha um papel importante no cálculo da condução de calor.Isso significa que o diâmetro hidráulico é um indicador de referência importante, seja na criação de um sistema de tubulação ou na análise de suas propriedades termodinâmicas.Ao entender os diâmetros hidráulicos, os engenheiros podem projetar e otimizar melhor os sistemas de fluidos.
O diâmetro hidráulico pode ser considerado como uma função do raio hidráulico (rh), definido como:
rh = a / p < / code>, e o diâmetro hidráulico é quatro vezes o seu valor, e é por isso que ele é chamado de "diâmetro" hidráulico.
Em alguns casos, especialmente quando o fluido flui no tubo, a turbulência ocorre.Essa turbulência resultará em fluxo secundário em tubos não circulares, afetando a eficiência do fluxo e o efeito da condução de calor.Compreender como calcular e aplicar efetivamente os diâmetros hidráulicos é essencial para melhorar o desempenho do sistema nesse caso.
Em casos mais complexos, como o uso dos canais das válvulas Tesla, a definição de diâmetro hidráulico fica mais rica.Nesse caso, outra fórmula para o diâmetro hidráulico é: dh = 4v / s , onde v representa o volume total de umedecimento do canal e s é a área total de superfície de umedecimento.Esta definição fornece uma perspectiva abrangente sobre as características do fluxo e pode resolver efetivamente os problemas de seções transversais não uniformes e não circulares que ocorrem nos canais gerais.
Para um tubo ou tubo totalmente preenchido, sua seção transversal é poligonal convexa e o diâmetro hidráulico é realmente equivalente ao diâmetro do círculo incisivo.
Isso significa, use água
