Language
Country/Area
No result found
От эксперимента к теории: почему жидкости предпочитают прямые трубы боковым?
В большинстве промышленных процессов поведение потока жидкостей важно во многих аспектах. Это особенно распространено, когда большие потоки жидкости необходимо распределить по нескольким параллельным путям потока и переработать в один выпускной поток, например, в топливных элементах. пластинчатые теплообменники, реакторы радиального потока и ирригационные системы и т.д. В этих системах коллектор является не только важным компонентом, но его распределение потока и однородность перепада давления всегда являются ключевыми вопросами, вызывающими беспокойство.
Традиционно большинство теоретических моделей основано на уравнении Бернулли с учетом потерь на трение.
Типы заголовков обычно можно разделить на четыре типа: расходящиеся заголовки, сходящиеся заголовки, Z-образные заголовки и U-образные заголовки. В значительной степени производительность этих конструкций коллекторов влияет на эффективность жидкости. В прошлых исследованиях, включая типы управляемых потоков и Т-образные соединения, для решения проблемы потока жидкости в коллекторах исследователи часто использовали контрольные объемы для понимания потерь на трение, которые имеют долгую историю в гидродинамике.
Законы сохранения массы, импульса и энергии должны работать вместе, чтобы описать поток в заголовке.
В последние годы Ван провел серию исследований распределения потока и объединил основные модели в теоретическую основу для разработки наиболее общей модели, сосредоточив внимание на том, как интегрировать экспериментальные наблюдения в теоретические выводы. Фактически, когда скорость потока слишком высока, поток жидкости в прямой трубе демонстрирует очевидные преимущества, в то время как разделение потока в боковой трубе не соответствует ожиданиям. Из многих экспериментальных результатов нетрудно обнаружить, что давление жидкости в Т-образном соединении увеличивается именно из-за инерционного действия жидкости, заставляющего жидкость отдавать предпочтение прямолинейному направлению.
Поэтому, чем выше скорость потока, тем больше может быть компонента жидкости в прямой трубе.
В теории потока интересное наблюдение заключается в том, что по мере увеличения скорости потока из-за влияния пограничного слоя большая часть жидкости с более низкой энергией будет стремиться пройти через боковые трубки, в то время как жидкость с высокой скоростью останется в центре трубки. Это явление заставляет нас переосмыслить несоответствие между фактическим и прогнозируемым поведением жидкостей в многовходных коллективных трубопроводных системах.
Что касается потока в коллекторе при различных конфигурациях и условиях потока, мы обнаружили, что его можно описать рядом уравнений, а характеристики потока каждой конструкции также отражают ее уникальные требования к проектированию. Результаты исследований Вана представляют собой полную математическую модель, показывающую, как прогнозировать и анализировать поток жидкости в этих многовходных системах, а также разрабатывать эффективные критерии и рекомендации по проектированию.
Сегодняшние модели были расширены до более сложных конфигураций, что демонстрирует решающую роль гидротехники в современной промышленности.
В целом, эти новые открытия не только добавляют важные теоретические основы к нашему базовому пониманию, но и способствуют применению механики жидкости в сложных системах. Благодаря этим исследованиям мы сможем лучше проектировать параллельные пути потока или системы с более сложными условиями, например, с одной или несколькими зигзагообразными конфигурациями и прямыми параллельными планировками. По мере того, как подход к проектированию жидкости становится более совершенным, взаимосвязь между потоком жидкости и эффективностью системы будет более четкой.
Сколько неизвестных тайн в мире потоков жидкости ждет нас, чтобы их изучить и понять?
