Language
Country/Area
No result found
Секреты гидродинамики, о которых вы не знали: как Ван разгадал тайну распределения потока?
Поток жидкостей через коллекторы — повсеместное явление в различных промышленных процессах. Такой поток особенно необходим в ситуациях, когда необходимо распределить большой объем потока жидкости по нескольким параллельным путям потока, а затем собрать его в единый поток сброса, например, в топливных элементах, пластинчатых теплообменниках, реакторах с радиальным потоком и ирригационных системах. Коллекторы обычно можно разделить на несколько различных типов: разделительные, комбинированные, Z-образные и U-образные. При такой организации потока ключевым вопросом становится достижение равномерного распределения потока и снижение потерь давления.
Традиционно большинство теоретических моделей основаны на уравнении Бернулли и учитывают влияние потерь на трение.
В этих ранних моделях потери на трение обычно описывались с помощью уравнения Дарси-Вейсбаха, что приводило к ключевому уравнению, описывающему разделенный поток. Такие базовые знания имеют решающее значение для понимания моделей многообразий и сетей. Например, Т-образное соединение можно представить двумя уравнениями Бернулли, соответствующими условиям потока в двух точках истечения. Однако экспериментальные результаты показывают, что жидкости имеют тенденцию течь по прямой линии гораздо чаще, чем вертикально, что снова ставит под сомнение предположения традиционных моделей.
Инерционный эффект жидкости заставляет поток предпочитать прямолинейное направление, что было объяснено исследованиями Вана.
В своем исследовании Ван провел углубленное исследование распределения потока, подчеркнув взаимосвязь между потоком, потерей давления и структурной конфигурацией, объединив основные модели в единую теоретическую основу и разработав наиболее общую модель. Прямая связь. В частности, Ван указал на то, что предположение о равных скоростях потока может быть достигнуто только в двух проточных каналах с одинаковым диаметром в случае низкоскоростного ламинарного течения.
Сохраняя баланс массы, импульса и энергии, Ван разгадывает тайны потока в коллекторе.
Недавно Ван провел ряд исследований и открыл основные уравнения для потокоразделительных, потокособирающих, U-образных и Z-образных конфигураций. Его исследования показали, что между этими схемами потоков можно установить математические соотношения, что позволяет проектировщикам корректировать конфигурации процессов в зависимости от различных потребностей.
Эти основные модели на самом деле являются лишь частными случаями более широкого набора уравнений, который дает важную информацию для проектирования.
Чтобы конкретизировать эти теории, Ван предложил аналитические решения для каждой модели потока. Эти нелинейные обыкновенные дифференциальные уравнения называются уравнениями. Более 50 лет аналитическое решение этих уравнений было серьезным вызовом для ученых. . Благодаря усилиям Вана эти решения были наконец представлены в 2008 году, что имело важные последствия для баланса распределения потока и проектирования трубопроводов.
Ван не только разработал ряд теорий, но и предложил ряд эффективных процессов проектирования, стандартов измерений, а также инструментов и рекомендаций по проектированию для обеспечения равномерного распределения трафика.
Эти исследования не только помогают понять модель работы жидкости через коллектор, но и обеспечивают поддержку для будущих конструкторских инноваций. Каким образом будущие исследования будут способствовать дальнейшему развитию теории и практики гидродинамики в условиях все более сложных требований к потокам для решения задач реального мира?
