Dankie dat u Nature.com besoek het. Die blaaierweergawe wat u gebruik, het beperkte ondersteuning vir CSS. Vir die beste ervaring beveel ons aan dat u 'n opgedateerde blaaier gebruik (of versoenbaarheidsmodus in Internet Explorer afskakel). Intussen, om voortgesette ondersteuning te verseker, sal ons die webwerf sonder style en JavaScript vertoon.
Eksperimente is uitgevoer in 'n reghoekige kanaal wat geblokkeer is deur dwarslyne van vier skuins silindriese stokke. Die druk op die middelste staafoppervlak en die drukval oor die kanaal is gemeet deur die staaf se hellingshoek te varieer. Drie verskillende diameterstaafsamestellings is getoets. Die meetresultate word geanaliseer met behulp van die beginsel van behoud van momentum en semi-empiriese oorwegings. Verskeie onveranderlike stelle dimensielose parameters word gegenereer wat die druk op kritieke plekke van die stelsel verbind met die kenmerkende dimensies van die staaf. Daar word gevind dat die onafhanklikheidsbeginsel geld vir die meeste Euler-getalle wat druk op verskillende plekke karakteriseer, d.w.s. as die druk dimensieloos is met behulp van die projeksie van die inlaatsnelheid normaal tot die staaf, is die stel onafhanklik van die duikhoek. Die gevolglike semi-empiriese korrelasie kan gebruik word vir die ontwerp van soortgelyke hidroulika.
Baie hitte- en massa-oordragtoestelle bestaan ​​uit 'n stel modules, kanale of selle waardeur vloeistowwe in min of meer komplekse interne strukture soos stafies, buffers, insetsels, ens. beweeg. Meer onlangs was daar hernieude belangstelling in die verkryging van 'n beter begrip van die meganismes wat interne drukverspreiding en kragte op komplekse interne komponente verbind met die algehele drukval van die module. Hierdie belangstelling is onder andere aangevuur deur innovasies in materiaalwetenskap, die uitbreiding van berekeningsvermoëns vir numeriese simulasies en die toenemende miniaturisering van toestelle. Onlangse eksperimentele studies van druk interne verspreiding en verliese sluit in kanale wat deur verskillende gevormde ribbes 1 geruik is, elektrochemiese reaktorselle 2, kapillêre vernouing 3 en roosterraammateriale 4.
Die mees algemene interne strukture is waarskynlik silindriese stafies deur eenheidsmodules, óf gebundel óf geïsoleerd. In hitteruilers is hierdie konfigurasie tipies aan die dopkant. Drukval aan die dopkant hou verband met die ontwerp van hitteruilers soos stoomgenerators, kondensors en verdampers. In 'n onlangse studie het Wang et al. 5 herbevestigings- en mede-losmakingsvloeitoestande in 'n tandemkonfigurasie van stafies gevind. Liu et al. 6 het die drukval in reghoekige kanale met ingeboude dubbele U-vormige buisbundels met verskillende hellingshoeke gemeet en 'n numeriese model gekalibreer wat staafbundels met poreuse media simuleer.
Soos verwag, is daar 'n aantal konfigurasiefaktore wat die hidrouliese werkverrigting van 'n silinderbank beïnvloed: tipe rangskikking (bv. verspringend of inlyn), relatiewe afmetings (bv. steek, deursnee, lengte) en hellingshoek, onder andere. Verskeie outeurs het gefokus op die vind van dimensielose kriteria om ontwerpe te lei om die gekombineerde effekte van geometriese parameters vas te lê. In 'n onlangse eksperimentele studie het Kim et al. 7 'n effektiewe porositeitsmodel voorgestel wat die lengte van die eenheidsel as 'n beheerparameter gebruik, met behulp van tandem- en verspringende skikkings en Reynolds-getalle tussen 103 en 104. Snarski8 het bestudeer hoe die kragspektrum, van versnellingsmeters en hidrofone wat aan 'n silinder in 'n watertonnel geheg is, wissel met die helling van die vloeirigting. Marino et al. 9 het die wanddrukverspreiding rondom 'n silindriese staaf in gierlugvloei bestudeer. Mityakov et al. 10 het die snelheidsveld na 'n gegierde silinder met behulp van stereo PIV geplot. Alam et al. 11 het 'n omvattende studie van tandemsilinders uitgevoer, met die fokus op die effekte van Reynolds-getal en geometriese verhouding op werwelafskeiding. Hulle kon vyf toestande identifiseer, naamlik sluit, intermitterende sluit, geen sluit, subharmoniese sluit en skuiflaag-herbevestigingstoestande. Onlangse numeriese studies het gewys op die vorming van werwelstrukture in vloei deur beperkte giersilinders.
Oor die algemeen word verwag dat die hidrouliese werkverrigting van 'n eenheidsel afhang van die konfigurasie en geometrie van die interne struktuur, gewoonlik gekwantifiseer deur empiriese korrelasies van spesifieke eksperimentele metings. In baie toestelle wat uit periodieke komponente bestaan, word vloeipatrone in elke sel herhaal, en dus kan inligting wat verband hou met verteenwoordigende selle gebruik word om die algehele hidrouliese gedrag van die struktuur deur middel van multiskaalmodelle uit te druk. In hierdie simmetriese gevalle kan die mate van spesifisiteit waarmee algemene bewaringsbeginsels toegepas word, dikwels verminder word. 'n Tipiese voorbeeld is die ontladingsvergelyking vir 'n openingsplaat 15. In die spesiale geval van skuins stokke, of dit nou in beperkte of oop vloei is, is 'n interessante kriterium wat dikwels in die literatuur aangehaal en deur ontwerpers gebruik word, die dominante hidrouliese grootte (bv. drukval, krag, wervelafskilferingsfrekwensie, ens.) om in kontak te kom met die vloeikomponent loodreg op die silinderas. Dit word dikwels die onafhanklikheidsbeginsel genoem en neem aan dat die vloeidinamika hoofsaaklik deur die invloei-normale komponent gedryf word en dat die effek van die aksiale komponent wat met die silinderas in lyn is, weglaatbaar is. Alhoewel daar geen konsensus in die literatuur is oor die geldigheidsreeks van hierdie kriterium nie, bied dit in baie gevalle... nuttige ramings binne die eksperimentele onsekerhede tipies van empiriese korrelasies. Onlangse studies oor die geldigheid van die onafhanklike beginsel sluit in vortex-geïnduseerde vibrasie16 en enkelfase- en tweefase-gemiddelde weerstand417.
In die huidige werk word die resultate van die studie van die interne druk en drukval in 'n kanaal met 'n dwarslyn van vier skuins silindriese stange aangebied. Meet drie stangsamestellings met verskillende diameters, en verander die hellingshoek. Die oorhoofse doel is om die meganisme te ondersoek waardeur die drukverspreiding op die stangoppervlak verband hou met die algehele drukval in die kanaal. Eksperimentele data word geanaliseer deur Bernoulli se vergelyking en die beginsel van behoud van momentum toe te pas om die geldigheid van die onafhanklikheidsbeginsel te evalueer. Laastens word dimensielose semi-empiriese korrelasies gegenereer wat gebruik kan word om soortgelyke hidrouliese toestelle te ontwerp.
Die eksperimentele opstelling het bestaan ​​uit 'n reghoekige toetsgedeelte wat lugvloei ontvang het wat deur 'n aksiale waaier voorsien is. Die toetsgedeelte bevat 'n eenheid wat bestaan ​​uit twee parallelle sentrale stange en twee halfstange wat in die kanaalwande ingebed is, soos getoon in Fig. 1e, almal met dieselfde deursnee. Figure 1a-e toon die gedetailleerde geometrie en afmetings van elke deel van die eksperimentele opstelling. Figuur 3 toon die prosesopstelling.
a Inlaatseksie (lengte in mm).Skep b met behulp van Openscad 2021.01, openscad.org.Hooftoetsseksie (lengte in mm).Skep met Openscad 2021.01, openscad.org c Dwarssnit-aansig van die hooftoetsseksie (lengte in mm).Skep met behulp van Openscad 2021.01, openscad.org d uitvoerseksie (lengte in mm).Skep met Openscad 2021.01, ontplofte aansig van die toetsafdeling van openscad.org e.Skep met Openscad 2021.01, openscad.org.
Drie stelle stokke van verskillende diameters is getoets. Tabel 1 lys die geometriese eienskappe van elke geval. Die stokke is op 'n gradeboog gemonteer sodat hul hoek relatief tot die vloeirigting tussen 90° en 30° kan wissel (Figure 1b en 3). Alle stokke is van vlekvrye staal gemaak en hulle is gesentreer om dieselfde gapingsafstand tussen hulle te handhaaf. Die relatiewe posisie van die stokke word vasgestel deur twee spasieerders wat buite die toetsgedeelte geleë is.
Die inlaatvloeitempo van die toetsgedeelte is gemeet deur 'n gekalibreerde venturi, soos getoon in Figuur 2, en gemonitor met behulp van 'n DP Cell Honeywell SCX. Die vloeistoftemperatuur by die uitlaat van die toetsgedeelte is gemeet met 'n PT100-termometer en beheer teen 45±1°C. Om 'n planêre snelheidsverspreiding te verseker en die vlak van turbulensie by die ingang van die kanaal te verminder, word die inkomende watervloei deur drie metaalskerms gedwing. 'n Sakafstand van ongeveer 4 hidrouliese diameters is tussen die laaste skerm en staaf gebruik, en die lengte van die uitlaat was 11 hidrouliese diameters.
Skematiese diagram van die Venturi-buis wat gebruik word om die inlaatvloeisnelheid te meet (lengte in millimeter). Geskep met Openscad 2021.01, openscad.org.
Monitor die druk op een van die vlakke van die middelste staaf deur middel van 'n 0.5 mm druktap by die middelvlak van die toetsgedeelte. Die tapdiameter stem ooreen met 'n hoekspan van 5°; daarom is die hoekakkuraatheid ongeveer 2°. Die gemonitorde staaf kan om sy as gedraai word, soos getoon in Figuur 3. Die verskil tussen die staafoppervlakdruk en die druk by die ingang van die toetsgedeelte word gemeet met 'n differensiële DP Cell Honeywell SCX-reeks. Hierdie drukverskil word gemeet vir elke staafrangskikking, wat wisselende vloeisnelheid, hellingshoek \(\α \) en asimuthoek \(\theta \).
vloei-instellings. Kanaalmure word in grys getoon. Die vloei vloei van links na regs en word deur die staaf geblokkeer. Let daarop dat aansig "A" loodreg op die staaf-as is. Die buitenste stawe is semi-ingebed in die laterale kanaalmure. 'n Gradeboog word gebruik om die hellingshoek \(\alpha \) te meet. Geskep met Openscad 2021.01, openscad.org.
Die doel van die eksperiment is om die drukval tussen die kanaalinlate en die druk op die oppervlak van die middelste staaf, θ en α, vir verskillende asimuts en dips te meet en te interpreteer. Om die resultate op te som, sal die differensiële druk in dimensielose vorm as Euler se getal uitgedruk word:
waar \(\rho \) die vloeistofdigtheid is, \({u}_{i}\) die gemiddelde inlaatsnelheid is, \({p}_{i}\) die inlaatdruk is, en \({p }_{ w}\) die druk by 'n gegewe punt op die staafwand is. Die inlaatsnelheid word vasgestel binne drie verskillende reekse wat bepaal word deur die opening van die inlaatklep. Die resulterende snelhede wissel van 6 tot 10 m/s, wat ooreenstem met die kanaal se Reynolds-getal, \(Re\equiv {u}_{i}H/\nu \) (waar \(H\) die hoogte van die kanaal is, en \(\nu \) die kinematiese viskositeit is) tussen 40 000 en 67 000. Die staaf se Reynolds-getal (\(Re\equiv {u}_{i}d/\nu \)) wissel van 2500 tot 6500. Die turbulensie-intensiteit wat beraam word deur die relatiewe standaardafwyking van die seine wat in die venturi aangeteken word, is gemiddeld 5%.
Figuur 4 toon die korrelasie van \({Eu}_{w}\) met die asimuthoek \(\theta \), geparameteriseer deur drie duikhoeke, \(\alpha \) = 30°, 50° en 70°. Die metings word in drie grafieke verdeel volgens die deursnee van die staaf. Daar kan gesien word dat binne die eksperimentele onsekerheid, die verkrygde Euler-getalle onafhanklik is van die vloeitempo. Die algemene afhanklikheid van θ volg die gewone tendens van wanddruk rondom die omtrek van 'n sirkelvormige hindernis. By vloei-gerigte hoeke, d.w.s. θ van 0 tot 90°, neem die staafwanddruk af en bereik 'n minimum by 90°, wat ooreenstem met die gaping tussen die stokke waar die snelheid die grootste is as gevolg van vloei-area beperkings. Daarna is daar 'n druk herstel van θ van 90° tot 100°, waarna die druk uniform bly as gevolg van die skeiding van die agterste grenslaag van die staafwand. Let daarop dat daar geen verandering in die hoek van minimum druk is nie, wat daarop dui dat moontlike steurnisse van aangrensende skuifkragte kan voorkom. lae, soos Coanda-effekte, is sekondêr.
Variasie van die Euler-getal van die wand rondom die staaf vir verskillende hellingshoeke en staafdiameters. Geskep met Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
In die volgende analiseer ons die resultate gebaseer op die aanname dat die Euler-getalle slegs deur geometriese parameters geskat kan word, d.w.s. die kenmerklengteverhoudings (d/g) en (d/H) (waar (H) die kanaal se hoogte is) en helling (α). 'n Gewilde praktiese reël bepaal dat die vloeistofstrukturele krag op die gierstaaf bepaal word deur die projeksie van die inlaatsnelheid loodreg op die staafas, (u_n = u_i sin alpha). Dit word soms die beginsel van onafhanklikheid genoem. Een van die doelwitte van die volgende analise is om te ondersoek of hierdie beginsel op ons geval van toepassing is, waar vloei en obstruksies binne geslote kanale beperk word.
Kom ons kyk na die druk wat aan die voorkant van die tussenliggende staafoppervlak gemeet word, d.w.s. θ = 0. Volgens Bernoulli se vergelyking voldoen die druk by hierdie posisie\({p}_{o}\) aan:
waar \({u}_{o}\) die vloeistofsnelheid naby die staafwand by θ = 0 is, en ons aanvaar relatief klein onomkeerbare verliese. Let daarop dat die dinamiese druk onafhanklik is in die kinetiese energieterm. As \({u}_{o}\) leeg is (d.w.s. stagnante toestand), moet die Euler-getalle verenig wees. Dit kan egter in Figuur 4 waargeneem word dat by \(\theta = 0\) die resulterende \({Eu}_{w}\) naby aan, maar nie presies gelyk aan hierdie waarde is nie, veral vir groter duikhoeke. Dit dui daarop dat die snelheid op die staafoppervlak nie by \(\theta = 0\) verdwyn nie, wat onderdruk kan word deur die opwaartse afbuiging van die stroomlyne wat deur die staafkanteling geskep word. Aangesien die vloei beperk is tot die bokant en onderkant van die toetsgedeelte, moet hierdie afbuiging 'n sekondêre hersirkulasie skep, wat die aksiale snelheid aan die onderkant verhoog en die snelheid aan die bokant verlaag. As ons aanvaar dat die grootte van die bogenoemde afbuiging die projeksie van die inlaatsnelheid op die as is (d.w.s. \({u}_{i}\mathrm{cos}\alpha \)), die ooreenstemmende Euler-getalresultaat is:
Figuur 5 vergelyk die vergelykings.(3) Dit toon goeie ooreenstemming met die ooreenstemmende eksperimentele data. Die gemiddelde afwyking was 25%, en die vertrouensvlak was 95%. Let daarop dat die vergelyking.(3) In lyn met die beginsel van onafhanklikheid. Net so toon Figuur 6 dat die Euler-getal ooreenstem met die druk op die agterste oppervlak van die staaf, \({p}_{180}\), en by die uitgang van die toetssegment, \({p}_{e}\), Volg ook 'n tendens eweredig aan \({\mathrm{sin}}^{2}\alpha \). In beide gevalle hang die koëffisiënt egter af van die staafdiameter, wat redelik is aangesien laasgenoemde die gehinderde area bepaal. Hierdie kenmerk is soortgelyk aan die drukval van 'n openingplaat, waar die vloeikanaal gedeeltelik verminder word op spesifieke plekke. In hierdie toetsgedeelte word die rol van die opening gespeel deur die gaping tussen die stokke. In hierdie geval daal die druk aansienlik by die smoorklep en herstel gedeeltelik soos dit agteruit uitbrei. As die beperking as 'n beskou word blokkasie loodreg op die staafas, kan die drukval tussen die voor- en agterkant van die staaf geskryf word as 18:
waar \({c}_{d}\) 'n weerstandskoëffisiënt is wat die gedeeltelike drukherwinning tussen θ = 90° en θ = 180° verduidelik, en \({A}_{m}\) en \({A}_{f}\) die minimum vrye deursnee per eenheidslengte loodreg op die staafas is, en die verhouding daarvan tot die staafdiameter is \({A}_{f}/{A}_{m}=\ ​​Links (g+d\regs)/g\). Die ooreenstemmende Euler-getalle is:
Wall Euler-getal by θ = 0 as 'n funksie van die daling. Hierdie kurwe stem ooreen met die vergelyking (3). Geskep met Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Wall Euler-getalveranderinge, in \(\theta = 18{0}^{o}\) (volle teken) en uitgang (leë teken) met dip. Hierdie krommes stem ooreen met die beginsel van onafhanklikheid, d.w.s. \(Eu\propto {\mathrm{sin}}^{2}\alpha \). Geskep met Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Figuur 7 toon die afhanklikheid van \({Eu}_{0-180}/{\mathrm{sin}}^{2}\alpha \) op \(d/g\), wat die uiterste Goeie konsekwentheid toon.(5). Die verkrygde sleepkoëffisiënt is \({c}_{d}=1.28\pm 0.02\) met 'n vertrouensvlak van 67%. Net so toon dieselfde grafiek ook dat die totale drukval tussen die inlaat en uitlaat van die toetsgedeelte 'n soortgelyke tendens volg, maar met verskillende koëffisiënte wat die drukherstel in die agterste ruimte tussen die staaf en die uitlaat van die kanaal in ag neem. Die ooreenstemmende sleepkoëffisiënt is \({c}_{d}=1.00\pm 0.05\) met 'n vertrouensvlak van 67%.
Die sleepkoëffisiënt hou verband met die \(d/g\) drukval voor en agter die staaf \(\left({Eu}_{0-180}\right)\) en die totale drukval tussen die kanaalinlaat en -uitlaat. Die grys area is die 67%-vertrouensband vir die korrelasie. Geskep met Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Die minimum druk \({p}_{90}\) op die staafoppervlak by θ = 90° vereis spesiale hantering. Volgens Bernoulli se vergelyking, langs die stroomlyn deur die gaping tussen die stawe, is die druk in die middel \({p}_{g}\) en die snelheid \({u}_{g}\) in die gaping tussen die stawe (val saam met die middelpunt van die kanaal) verwant aan die volgende faktore:
Die druk \({p}_{g}\) kan verband hou met die staafoppervlakdruk by θ = 90° deur die drukverspreiding oor die gaping wat die sentrale staaf tussen die middelpunt en die wand skei te integreer (sien Figuur 8). Die magsbalans gee 19:
waar \(y\) die koördinaat normaal tot die staafoppervlak is vanaf die middelpunt van die gaping tussen die sentrale stokke, en \(K\) die kromming van die stroomlyn by posisie \(y\) is. Vir die analitiese evaluering van die druk op die staafoppervlak neem ons aan dat \(u}_{g}\) uniform is en \(K\(y\)\) lineêr is. Hierdie aannames is deur numeriese berekeninge geverifieer. By die staafwand word die kromming bepaal deur die elliptiese gedeelte van die staaf teen die hoek \(\alpha \), dws \(K\(g/2\)=\(2/d\){\mathrm{sin} }^{2}\alpha \) (sien Figuur 8). Dan, met betrekking tot die kromming van die stroomlyn wat by \(y=0\) verdwyn as gevolg van simmetrie, word die kromming by die universele koördinaat \(y\) gegee deur:
Dwarssnit-aansig van die kenmerk, voor (links) en bo (onder). Geskep met Microsoft Word 2019,
Aan die ander kant, deur die behoud van massa, is die gemiddelde snelheid in 'n vlak loodreg op die vloei by die meetplek \(\langle {u}_{g}\rangle \) verwant aan die inlaatsnelheid:
waar \({A}_{i}\) die dwarssnitvloei-area by die kanaalinlaat is en \({A}_{g}\) die dwarssnitvloei-area by die meetplek is (sien Fig. 8) onderskeidelik deur:
Let daarop dat \({u}_{g}\) nie gelyk is aan \(\langle {u}_{g}\rangle \) nie. Trouens, Figuur 9 beeld die spoedverhouding \({u}_{g}/\langle {u}_{g}\rangle \) uit, bereken deur die vergelyking (10)–(14), geteken volgens die verhouding \(d/g\). Ten spyte van 'n mate van diskretheid, kan 'n tendens geïdentifiseer word, wat benader word deur 'n tweede-orde polinoom:
Die verhouding van die maksimum\({u}_{g}\) en gemiddelde\(\langle {u}_{g}\rangle \) snelhede van die kanaal se middelste dwarssnit\(.\). Die soliede en stippellynkrommes stem ooreen met die vergelykings.(5) en die variasiebereik van die ooreenstemmende koëffisiënte\(\pm 25\%\). Geskep met Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Figuur 10 vergelyk \({Eu}_{90}\) met die eksperimentele resultate van die vergelyking.(16). Die gemiddelde relatiewe afwyking was 25%, en die vertrouensvlak was 95%.
Die Wall Euler-getal by _(\theta ={90}^{o}\). Hierdie kurwe stem ooreen met die vergelyking (16). Geskep met Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Die netto krag \({f}_{n}\) wat op die sentrale staaf loodreg op sy as inwerk, kan bereken word deur die druk op die staafoppervlak soos volg te integreer:
waar die eerste koëffisiënt die staaflengte binne die kanaal is, en die integrasie tussen 0 en 2π uitgevoer word.
Die projeksie van \({f}_{n}\) in die rigting van die watervloei moet ooreenstem met die druk tussen die inlaat en uitlaat van die kanaal, tensy wrywing parallel met die staaf is en kleiner is as gevolg van onvolledige ontwikkeling van die latere gedeelte. Die momentumvloei is ongebalanseerd. Daarom,
Figuur 11 toon 'n grafiek van die vergelykings. (20) het goeie ooreenstemming vir alle eksperimentele toestande getoon. Daar is egter 'n effense afwyking van 8% aan die regterkant, wat toegeskryf kan word en gebruik kan word as 'n skatting van die momentumwanbalans tussen die kanaalinlaat en -uitlaat.
Kanaalkragbalans. Die lyn stem ooreen met die vergelyking. (20). Die Pearson-korrelasiekoëffisiënt was 0.97. Geskep met Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Deur die hellingshoek van die staaf te verander, is die druk by die staafoppervlakwand en die drukval in die kanaal met die dwarslyne van die vier skuins silindriese stawe gemeet. Drie staafsamestellings met verskillende diameters is getoets. In die getoetste Reynolds-getalreeks, tussen 2500 en 6500, is die Euler-getal onafhanklik van die vloeitempo. Die druk op die sentrale staafoppervlak volg die gewone tendens wat in silinders waargeneem word, met 'n maksimum aan die voorkant en 'n minimum by die laterale gaping tussen die stawe, en herstel aan die agterkant as gevolg van die skeiding van die grenslaag.
Eksperimentele data word geanaliseer deur gebruik te maak van momentumbehoudsoorwegings en semi-empiriese evaluasies om onveranderlike dimensielose getalle te vind wat Euler-getalle verbind met die kenmerkende dimensies van kanale en stafies. Alle geometriese kenmerke van blokkering word volledig verteenwoordig deur die verhouding tussen die staafdiameter en die gaping tussen die stafies (lateraal) en die kanaalhoogte (vertikaal).
Die onafhanklikheidsbeginsel geld vir die meeste Euler-getalle wat druk op verskillende plekke karakteriseer, d.w.s. as die druk dimensieloos is deur die projeksie van die inlaatsnelheid normaal tot die staaf te gebruik, is die versameling onafhanklik van die duikhoek. Daarbenewens hou die kenmerk verband met die massa en momentum van die vloei. Die behoudsvergelykings is konsekwent en ondersteun die bogenoemde empiriese beginsel. Slegs die staafoppervlakdruk by die gaping tussen die stawe wyk effens van hierdie beginsel af. Dimensielose semi-empiriese korrelasies word gegenereer wat gebruik kan word om soortgelyke hidrouliese toestelle te ontwerp. Hierdie klassieke benadering is in ooreenstemming met onlangs gerapporteerde soortgelyke toepassings van die Bernoulli-vergelyking op hidroulika en hemodinamika20,21,22,23,24.
'n Besonder interessante resultaat spruit uit die analise van die drukval tussen die inlaat en uitlaat van die toetsgedeelte. Binne die eksperimentele onsekerheid is die resulterende sleepkoëffisiënt gelyk aan eenheid, wat die bestaan ​​van die volgende onveranderlike parameters aandui:
Let op die grootte \(\linker(d/g+2\regs)d/g\) in die noemer van die vergelyking. (23) is die grootte tussen hakies in die vergelyking. (4), andersins kan dit bereken word met die minimum en vrye deursnit loodreg op die staaf, \({A}_{m}\) en \({A}_{f}\). Dit dui daarop dat Reynolds-getalle aanvaar word om binne die reeks van die huidige studie te bly (40 000-67 000 vir kanale en 2500-6500 vir stawe). Dit is belangrik om daarop te let dat as daar 'n temperatuurverskil binne die kanaal is, dit die vloeistofdigtheid kan beïnvloed. In hierdie geval kan die relatiewe verandering in Euler-getal beraam word deur die termiese uitbreidingskoëffisiënt te vermenigvuldig met die maksimum verwagte temperatuurverskil.
Ruck, S., Köhler, S., Schlindwein, G., en Arbeiter, F. Hitte-oordrag en drukvalmetings in 'n kanaal wat deur verskillend gevormde ribbes op die wand geruf is.kenner.Heat Transfer 31, 334–354 (2017).
Wu, L., Arenas, L., Graves, J., en Walsh, F. Vloeiselsekarakterisering: vloeivisualisering, drukval en massatransport in tweedimensionele elektrodes in reghoekige kanale. J. Elektrochemie. Sosialistiese Party. 167, 043505 (2020).
Liu, S., Dou, X., Zeng, Q. & Liu, J. Sleutelparameters van die Jamin-effek in kapillêre met vernoude dwarssnitte. J. Gasoline.science.Britain.196, 107635 (2021).