Language
Country/Area
No result found
Прорыв в механике жидкости! Как тройник влияет на распределение потока?
В промышленных процессах поток жидкости в коллекторах широко используется в ситуациях, когда большой поток жидкости необходимо распределить на несколько параллельных потоков, а затем объединить в один выпускной поток, например, в топливных элементах, пластинчатых теплообменниках, радиальных проточные реакторы и системы орошения. Подобные потоки жидкости обычно встречаются в различных типах коллекторов: расходящихся, сходящихся, Z-образных и U-образных.
Ключевым вопросом является равномерность распределения потока и потеря давления.
Традиционно большинство теоретических моделей основаны на уравнении Бернулли и учитывают потери на трение. Потери на трение обычно описываются уравнением Дарси–Вейсбаха. В этой модели разделенные потоки могут быть представлены моделью сети каналов потока, а многомасштабная сеть параллельных каналов обычно описывается как сеть частиц, что аналогично традиционному схемному подходу.
В этих моделях механики жидкости течение жидкостей поразительно похоже на течение электрического тока.
Однако экспериментальные результаты показывают, что рост давления и неравномерное распределение потока после прохождения через тройник бросают вызов традиционной точке зрения. Согласно исследованиям, жидкости предпочитают прямолинейное направление течения, что приводит к неравномерному потоку в канале. Жидкость с более высокой энергией имеет тенденцию оставаться в центре канала, в то время как жидкость с более низкой энергией пограничного слоя разветвляется в другие каналы.
Это явление подчеркивает важность сохранения массы, импульса и энергии при анализе многообразных потоков.
Недавно профессор Ван провел ряд исследований по распределению трафика. Он объединил основные модели в теоретическую основу и предложил более обширную модель. Эти модели предоставляют основные уравнения для расходящихся, сходящихся, U-образных и Z-образных многообразий.
В этой серии исследований были учтены основные параметры динамики жидкости и введены поправочные коэффициенты для лучшего описания инерционных эффектов. Эта новая модель не только устраняет недостатки предыдущих моделей механики жидкости, но и предоставляет новые идеи для проектирования и анализа различных систем потоков.
Эти открытия привели к повышению эффективности механики жидкости в промышленных приложениях, а также к улучшению стандартов проектирования и рекомендаций по измерениям.
Достижения в области исследований динамики жидкости позволяют проектировщикам и инженерам использовать эти новые модели для прогнозирования поведения потока и оптимизации производительности системы, обеспечивая равномерное распределение потока и повышая эффективность. В реальных приложениях, таких как пластинчатые теплообменники и системы топливных элементов, эти исследования предоставляют конкретные рекомендации, которые могут быть реализованы, и подчеркивают существенное влияние моделей динамики жидкости на конечное приложение.
Столкнувшись с новыми вызовами, эти достижения не только являются теоретическими прорывами, но и демонстрируют мощный потенциал применения механики жидкости в промышленной практике. Смогут ли эти модели жидкостей функционировать в более сложных условиях в будущем, по мере развития технологий?
