Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Ang bersyon sa browser nga imong gigamit adunay limitado nga suporta para sa CSS. Para sa pinakamaayong kasinatian, among girekomendar nga mogamit ka og updated nga browser (o i-off ang compatibility mode sa Internet Explorer). Samtang, aron masiguro ang padayon nga suporta, among ipakita ang site nga walay mga style ug JavaScript.
Ang mga eksperimento gihimo sa usa ka rektanggulo nga kanal nga gibabagan sa mga transverse nga linya sa upat ka hilig nga cylindrical rods. Ang presyur sa tunga nga nawong sa rod ug ang pagkunhod sa presyur tabok sa kanal gisukod pinaagi sa pag-usab-usab sa anggulo sa pagkahilig sa rod. Tulo ka lain-laing diametro sa mga rod assembly ang gisulayan. Ang mga resulta sa pagsukod gisusi gamit ang prinsipyo sa konserbasyon sa momentum ug semi-empirical nga mga konsiderasyon. Daghang invariant nga mga set sa dimensionless parameters ang gihimo nga naglambigit sa presyur sa mga kritikal nga lokasyon sa sistema ngadto sa kinaiya nga mga dimensyon sa rod. Ang prinsipyo sa kagawasan nakit-an nga magamit alang sa kadaghanan sa mga numero sa Euler nga nag-ila sa presyur sa lain-laing mga lokasyon, ie kung ang presyur walay dimensyon gamit ang projection sa inlet velocity nga normal sa rod, ang set independente sa dip angle. Ang resulta nga semi-empirical correlation magamit alang sa Pagdisenyo sa susamang hydraulics.
Daghang mga aparato sa pagbalhin sa kainit ug masa ang gilangkoban sa usa ka hugpong sa mga modyul, mga kanal o mga selula diin ang mga pluwido moagi sa labi o dili kaayo komplikado nga mga istruktura sa sulod sama sa mga rod, buffer, insert, ug uban pa. Bag-ohay lang, adunay nabag-o nga interes sa pag-angkon og mas maayo nga pagsabot sa mga mekanismo nga nagkonektar sa internal nga pag-apod-apod sa presyur ug mga pwersa sa komplikado nga mga internal sa kinatibuk-ang pagkunhod sa presyur sa modyul. Lakip sa ubang mga butang, kini nga interes gipadagan sa mga inobasyon sa syensya sa mga materyales, ang pagpalapad sa mga kapabilidad sa pagkalkula alang sa mga numerical simulation, ug ang nagkadaghan nga miniaturization sa mga aparato. Ang bag-o nga mga pagtuon sa eksperimento sa internal nga pag-apod-apod ug mga pagkawala sa presyur naglakip sa mga kanal nga gibag-o sa lainlaing mga porma nga gusok 1, mga electrochemical reactor cell 2, capillary constriction 3 ug mga materyales sa lattice frame 4.
Ang labing komon nga internal nga mga istruktura maingon nga mga cylindrical rod pinaagi sa mga unit module, nga gi-bundle man o gi-isolate. Sa mga heat exchanger, kini nga configuration kasagaran sa shell side. Ang pressure drop sa shell side may kalabutan sa disenyo sa mga heat exchanger sama sa mga steam generator, condenser ug evaporator. Sa usa ka bag-o nga pagtuon, si Wang et al. 5 nakakaplag og reattachment ug co-detachment flow states sa usa ka tandem configuration sa mga rod. Gisukod ni Liu et al. 6 ang pressure drop sa mga rectangular channel nga adunay built-in nga double U-shaped tube bundles nga adunay lain-laing inclination angles ug gi-calibrate ang usa ka numerical model nga nagsundog sa mga rod bundle nga adunay porous media.
Sama sa gilauman, adunay daghang mga hinungdan sa pag-configure nga makaapekto sa hydraulic performance sa usa ka cylinder bank: klase sa pagkahan-ay (pananglitan, staggered o in-line), relatibong mga dimensyon (pananglitan, pitch, diametro, gitas-on), ug anggulo sa pagkahilig, ug uban pa. Daghang mga awtor ang nagpunting sa pagpangita og mga walay dimensyon nga criteria aron magiyahan ang mga disenyo aron makuha ang hiniusa nga mga epekto sa mga geometric parameter. Sa usa ka bag-o nga eksperimento nga pagtuon, si Kim et al. 7 nagsugyot og usa ka epektibo nga modelo sa porosity gamit ang gitas-on sa unit cell isip control parameter, gamit ang tandem ug staggered arrays ug Reynolds numbers tali sa 103 ug 104. Gitun-an ni Snarski8 kung giunsa ang power spectrum, gikan sa mga accelerometer ug hydrophone nga gilakip sa usa ka silindro sa usa ka tunnel sa tubig, nagkalahi-lahi uban sa pagkahilig sa direksyon sa pag-agos. Gitun-an ni Marino et al. 9 ang distribusyon sa presyur sa dingding sa palibot sa usa ka cylindrical rod sa yaw airflow. Gi-plot ni Mityakov et al. 10 ang velocity field human sa usa ka yawed cylinder gamit ang stereo PIV. Alam et al. 11 nagpahigayon og komprehensibo nga pagtuon sa mga tandem cylinder, nga nagpunting sa mga epekto sa Reynolds number ug geometric ratio sa vortex shedding. Nakaila sila og lima ka estado, nga mao ang locking, intermittent locking, no locking, subharmonic locking ug shear layer reattachment states. Ang bag-o nga mga numerical studies nagpunting sa pagporma sa mga vortex structure sa flow agi sa restricted yaw cylinder.
Sa kinatibuk-an, ang hydraulic performance sa usa ka unit cell gilauman nga magdepende sa configuration ug geometry sa internal nga istruktura, nga kasagaran gi-quantify pinaagi sa empirical correlations sa espesipikong experimental measurements. Sa daghang mga device nga gilangkoban sa periodic components, ang flow patterns gisubli sa matag cell, ug busa, ang impormasyon nga may kalabutan sa representative cells magamit aron ipahayag ang kinatibuk-ang hydraulic behavior sa istruktura pinaagi sa multiscale models. Niining mga simetriko nga kaso, ang degree of specificity diin ang mga general conservation principles gigamit kasagaran maminusan. Usa ka tipikal nga pananglitan mao ang discharge equation para sa usa ka orifice plate 15. Sa espesyal nga kaso sa inclined rods, bisan sa confined o open flow, usa ka makapaikag nga criterion nga kanunay gikutlo sa literatura ug gigamit sa mga designer mao ang dominant hydraulic magnitude (pananglitan, pressure drop, force, vortex shedding frequency, ug uban pa) ) sa contact.) sa flow component nga perpendicular sa cylinder axis. Kini kanunay nga gitawag nga independence principle ug nagtuo nga ang flow dynamics gimaneho panguna sa inflow normal component ug nga ang epekto sa axial component nga nahiuyon sa cylinder axis kay negligible. Bisan kung walay consensus sa literatura sa validity range niini nga criterion, sa daghang mga kaso kini naghatag ug mapuslanong mga banabana sulod sa mga eksperimental nga kawalay kasiguroan nga tipikal sa empirical correlations. Ang bag-o nga mga pagtuon sa balido sa independent principle naglakip sa vortex-induced vibration16 ug single-phase ug two-phase averaged drag417.
Sa kasamtangang trabaho, gipresentar ang mga resulta sa pagtuon sa internal pressure ug pressure drop sa usa ka channel nga adunay transverse line sa upat ka inclined cylindrical rods. Sukda ang tulo ka rod assemblies nga adunay lain-laing mga diametro, nga usbon ang anggulo sa inclination. Ang kinatibuk-ang tumong mao ang pag-imbestiga sa mekanismo diin ang pressure distribution sa rod surface may kalabutan sa kinatibuk-ang pressure drop sa channel. Ang experimental data gi-analisa gamit ang Bernoulli's equation ug ang prinsipyo sa conservation of momentum aron masusi ang validity sa independence principle. Sa katapusan, ang dimensionless semi-empirical correlations gihimo nga magamit sa pagdesinyo sa susamang hydraulic devices.
Ang eksperimental nga setup gilangkoban sa usa ka rektanggulo nga test section nga nakadawat og hangin nga gikan sa usa ka axial fan. Ang test section adunay usa ka unit nga gilangkoban sa duha ka parallel central rods ug duha ka half-rods nga gisulod sa mga channel wall, sama sa gipakita sa Fig. 1e, nga tanan parehas og diametro. Ang mga Figures 1a–e nagpakita sa detalyado nga geometry ug mga dimensyon sa matag bahin sa eksperimental nga setup. Ang Figure 3 nagpakita sa process setup.
a Inlet section (gitas-on sa mm). Paghimo og b gamit ang Openscad 2021.01, openscad.org. Main test section (gitas-on sa mm). Gihimo gamit ang Openscad 2021.01, openscad.org c Cross-sectional view sa main test section (gitas-on sa mm). Gihimo gamit ang Openscad 2021.01, openscad.org d export section (gitas-on sa mm). Gihimo gamit ang Openscad 2021.01, exploded view sa tests section sa openscad.org e. Gihimo gamit ang Openscad 2021.01, openscad.org.
Tulo ka set sa mga rod nga lain-laing diametro ang gisulayan. Ang Talaan 1 naglista sa geometrical nga mga kinaiya sa matag kaso. Ang mga rod gibutang sa usa ka protractor aron ang ilang anggulo relatibo sa direksyon sa pag-agos mahimong magkalainlain tali sa 90° ug 30° (Mga Hulagway 1b ug 3). Ang tanan nga mga rod hinimo sa stainless steel ug kini gisentro aron mapadayon ang parehas nga distansya sa gintang tali kanila. Ang relatibong posisyon sa mga rod gitakda sa duha ka spacer nga nahimutang sa gawas sa test section.
Ang inlet flow rate sa test section gisukod gamit ang usa ka calibrated venturi, sama sa gipakita sa Figure 2, ug gimonitor gamit ang DP Cell Honeywell SCX. Ang temperatura sa pluwido sa outlet sa test section gisukod gamit ang PT100 thermometer ug gikontrol sa 45±1°C. Aron masiguro ang planar velocity distribution ug makunhuran ang lebel sa turbulence sa entrada sa channel, ang mosulod nga tubig gipugos agi sa tulo ka metal screen. Usa ka settling distance nga gibana-bana nga 4 ka hydraulic diameters ang gigamit tali sa katapusang screen ug rod, ug ang gitas-on sa outlet kay 11 ka hydraulic diameters.
Eskematikong dayagram sa tubo sa Venturi nga gigamit sa pagsukod sa katulin sa agos sa pagsulod (gitas-on sa milimetro). Gihimo gamit ang Openscad 2021.01, openscad.org.
Bantayi ang presyur sa usa sa mga nawong sa sentro nga rod pinaagi sa usa ka 0.5 mm nga pressure tap sa tunga-tungang bahin sa test section. Ang diametro sa tap katumbas sa 5° angular span; busa ang angular accuracy gibana-bana nga 2°. Ang gimonitor nga rod mahimong i-rotate sa palibot sa axis niini, sama sa gipakita sa Figure 3. Ang kalainan tali sa presyur sa nawong sa rod ug sa presyur sa entrada sa test section gisukod gamit ang differential DP Cell Honeywell SCX series. Kini nga kalainan sa presyur gisukod alang sa matag bar arrangement, nga lainlain ang flow velocity, inclination angle \(\alpha \) ug azimuth angle \(\theta \).
Mga setting sa pag-agos. Ang mga bungbong sa kanal gipakita nga abohon. Ang pag-agos nagaagos gikan sa wala ngadto sa tuo ug gibabagan sa baras. Timan-i nga ang panglantaw nga "A" kay patindog sa ehe sa baras. Ang gawas nga mga baras semi-embedded sa mga bungbong sa kilid sa kanal. Usa ka protractor ang gigamit sa pagsukod sa anggulo sa pagkahilig \(\alpha \).Gibuhat gamit ang Openscad 2021.01, openscad.org.
Ang katuyoan sa eksperimento mao ang pagsukod ug paghubad sa pressure drop tali sa mga channel inlet ug sa pressure sa ibabaw sa center rod, \(\theta\) ug \(\alpha\) para sa lain-laing azimuths ug dips. Aron masumada ang mga resulta, ang differential pressure ipahayag sa dimensionless form isip Euler's number:
diin ang \(\rho \) mao ang fluid density, ang \({u}_{i}\) mao ang mean inlet velocity, ang \({p}_{i}\) mao ang inlet pressure, ug ang \({p }_{ w}\) mao ang pressure sa usa ka gihatag nga punto sa rod wall. Ang inlet velocity gitakda sulod sa tulo ka lain-laing range nga gitino sa pag-abli sa inlet valve. Ang resulta nga velocity gikan sa 6 ngadto sa 10 m/s, nga katumbas sa channel Reynolds number, \(Re\equiv {u}_{i}H/\nu \) (diin ang \(H\) mao ang gitas-on sa channel, ug ang \(\nu \) mao ang kinematic viscosity) tali sa 40,000 ug 67,000. Ang rod Reynolds number (\(Re\equiv {u}_{i}d/\nu \)) gikan sa 2500 ngadto sa 6500. Ang turbulence intensity nga gibanabana sa relative standard deviation sa mga signal nga natala sa venturi kay 5% sa kasarangan.
Ang Figure 4 nagpakita sa korelasyon sa \({Eu}_{w}\) uban sa anggulo sa azimuth \(\theta \), nga gi-parameterize sa tulo ka dip angles, \(\alpha \) = 30°, 50° ug 70°. Ang mga sukod gibahin sa tulo ka graph sumala sa diametro sa rod. Makita nga sulod sa experimental uncertainty, ang nakuha nga Euler numbers independente sa flow rate. Ang kinatibuk-ang pagsalig sa θ nagsunod sa naandan nga trend sa wall pressure sa palibot sa perimeter sa usa ka circular obstacle. Sa mga anggulo nga nag-atubang sa agos, ie, θ gikan sa 0 hangtod 90°, ang pressure sa rod wall mikunhod, nga nakaabot sa minimum sa 90°, nga katumbas sa gintang tali sa mga rod diin ang velocity mao ang pinakadako tungod sa mga limitasyon sa flow area. Pagkahuman, adunay pressure recovery sa θ gikan sa 90° hangtod 100°, pagkahuman ang pressure nagpabilin nga uniporme tungod sa pagbulag sa rear boundary layer sa rod wall. Timan-i nga walay pagbag-o sa anggulo sa minimum pressure, nga nagsugyot nga posible nga mga kagubot gikan sa kasikbit nga Ang mga shear layer, sama sa mga epekto sa Coanda, ikaduha ra.
Pagkalainlain sa Euler number sa bungbong palibot sa rod para sa lain-laing anggulo sa pagkahilig ug diametro sa rod. Gihimo gamit ang Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Sa mosunod, among gisusi ang mga resulta base sa pangagpas nga ang mga numero sa Euler mabanabana lamang pinaagi sa geometric parameters, ie ang feature length ratios \(d/g\) ug \(d/H\) (diin ang \(H\) mao ang gitas-on sa channel) ug inclination \(\alpha \). Usa ka popular nga praktikal nga lagda nag-ingon nga ang fluid structural force sa yaw rod gitino pinaagi sa projection sa inlet velocity nga perpendicular sa rod axis, \({u}_{n}={u}_{i}\mathrm {sin} \alpha \). Kini usahay gitawag nga prinsipyo sa kagawasan. Usa sa mga tumong sa mosunod nga pag-analisar mao ang pagsusi kung kini nga prinsipyo magamit ba sa among kaso, diin ang agos ug mga babag limitado sulod sa sirado nga mga channel.
Atong tagdon ang presyur nga gisukod sa atubangan sa intermediate rod surface, ie θ = 0. Sumala sa equation ni Bernoulli, ang presyur niini nga posisyon\({p}_{o}\) nagtuman sa:
diin ang \({u}_{o}\) mao ang fluid velocity duol sa rod wall sa θ = 0, ug atong gihunahuna nga medyo gamay nga dili mabalik nga mga kapildihan. Timan-i nga ang dynamic pressure independente sa kinetic energy term. Kung ang \({u}_{o}\) walay sulod (ie stagnant condition), ang Euler numbers kinahanglan nga iusa. Bisan pa, makita sa Figure 4 nga sa \(\theta =0\) ang resulta nga \({Eu}_{w}\) hapit apan dili eksakto nga katumbas niini nga kantidad, labi na alang sa mas dagkong mga dip angle. Kini nagsugyot nga ang velocity sa rod surface dili mawala sa \(\theta =0\), nga mahimong mapugngan sa pataas nga deflection sa mga linya sa karon nga gihimo sa rod tilt. Tungod kay ang pag-agos limitado sa ibabaw ug ubos sa test section, kini nga deflection kinahanglan nga maghimo usa ka ikaduhang recirculation, nga nagdugang sa axial velocity sa ubos ug nagkunhod sa velocity sa ibabaw. Sa pag-ingon nga ang gidak-on sa ibabaw nga deflection mao ang projection sa inlet velocity sa shaft (ie \({u}_{i}\mathrm{cos}\alpha \)), ang katugbang nga resulta sa numero sa Euler mao ang:
Ang Figure 5 nagtandi sa mga equation.(3) Kini nagpakita og maayong pag-uyon sa katugbang nga datos sa eksperimento. Ang mean deviation kay 25%, ug ang confidence level kay 95%. Timan-i nga ang equation.(3) Subay sa prinsipyo sa independensya. Ingon man usab, ang Figure 6 nagpakita nga ang Euler number katumbas sa pressure sa likod nga nawong sa rod, \({p}_{180}\), ug sa exit sa test segment, \({p}_{e}\), Nagsunod usab sa usa ka trend nga proporsyonal sa \({\mathrm{sin}}^{2}\alpha \). Bisan pa, sa duha ka kaso, ang coefficient nagdepende sa diametro sa rod, nga makatarunganon tungod kay ang ulahi ang nagtino sa nababagan nga lugar. Kini nga bahin susama sa pressure drop sa usa ka orifice plate, diin ang flow channel partially mikunhod sa piho nga mga lokasyon. Niini nga test section, ang papel sa orifice gidula sa gintang tali sa mga rod. Niini nga kaso, ang pressure mikunhod pag-ayo sa throttling ug partially nga mibalik samtang kini molapad paatras. Giisip ang restriction isip usa ka blockage perpendicular sa ehe sa baras, ang pressure drop tali sa atubangan ug likod sa baras mahimong isulat isip 18:
diin ang \({c}_{d}\) usa ka drag coefficient nga nagpatin-aw sa partial pressure recovery tali sa θ = 90° ug θ = 180°, ug ang \({A}_{m}\) ug \ ({A}_{f}\) mao ang minimum nga free cross-section kada unit length nga perpendicular sa rod axis, ug ang relasyon niini sa rod diameter kay \({A}_{f}/{A}_{m}=\ ​​Left (g+d\right)/g\). Ang katugbang nga Euler numbers mao ang:
Ang numero sa Wall Euler sa \(\theta =0\) isip function sa dip. Kini nga kurba katumbas sa equation.(3).Gibuhat gamit ang Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Ang numero sa Wall Euler mausab, sa \(\theta =18{0}^{o}\) (bug-os nga timaan) ug exit (walay sulod nga timaan) nga adunay dip. Kini nga mga kurba katumbas sa prinsipyo sa kagawasan, ie \(Eu\propto {\mathrm{sin}}^{2}\alpha \).Gibuhat gamit ang Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Ang Figure 7 nagpakita sa pagsalig sa \({Eu}_{0-180}/{\mathrm{sin}}^{2}\alpha \) sa \(d/g\), nga nagpakita sa extreme Good consistency.(5). Ang nakuha nga drag coefficient kay \({c}_{d}=1.28\pm 0.02\) nga adunay confidence level nga 67%. Ingon man usab, ang parehas nga graph nagpakita usab nga ang kinatibuk-ang pressure drop tali sa inlet ug outlet sa test section nagsunod sa parehas nga trend, apan adunay lainlaing mga coefficient nga gikonsiderar ang pressure recovery sa likod nga wanang tali sa bar ug outlet sa channel. Ang katugbang nga drag coefficient kay \({c}_{d}=1.00\pm 0.05\) nga adunay confidence level nga 67%.
Ang drag coefficient may kalabutan sa \(d/g\) pressure drop sa atubangan ug likod sa rod\(\left({Eu}_{0-180}\right)\) ug sa kinatibuk-ang pressure drop tali sa channel inlet ug outlet. Ang gray area mao ang 67% confidence band para sa correlation. Gihimo gamit ang Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Ang pinakagamay nga presyur \({p}_{90}\) sa ibabaw sa baras sa θ = 90° nanginahanglan og espesyal nga pagdumala. Sumala sa ekwasyon ni Bernoulli, subay sa linya sa kuryente agi sa gintang tali sa mga baras, ang presyur sa sentro\({p}_{g}\) ug ang katulin\({u}_{g}\) sa gintang tali sa mga baras (nga motakdo sa tunga-tunga sa kanal) may kalabutan sa mosunod nga mga hinungdan:
Ang presyur \({p}_{g}\) mahimong i-relate sa presyur sa ibabaw sa rod sa θ = 90° pinaagi sa pag-integrate sa distribusyon sa presyur ibabaw sa gintang nga nagbulag sa sentral nga rod tali sa tunga-tunga ug sa bungbong (tan-awa ang Figure 8). Ang balanse sa gahum naghatag og 19:
diin ang \(y\) mao ang coordinate nga normal sa rod surface gikan sa sentro nga punto sa gintang tali sa mga sentral nga rod, ug ang \(K\) mao ang curvature sa current line sa posisyon \(y\). Alang sa analytical evaluation sa pressure sa rod surface, among gihunahuna nga ang \({u}_{g}\) kay uniporme ug ang \(K\left(y\right)\) kay linear. Kini nga mga pangagpas napamatud-an pinaagi sa numerical calculations. Sa rod wall, ang curvature gitino sa ellipse section sa rod sa anggulo \(\alpha \), ie \(K\left(g/2\right)=\left(2/d\right){\ mathrm{sin} }^{2}\alpha \) (tan-awa ang Figure 8). Dayon, mahitungod sa curvature sa streamline nga nawala sa \(y=0\) tungod sa symmetry, ang curvature sa universal coordinate \(y\) gihatag sa:
Feature cross-sectional view, atubangan (wala) ug ibabaw (ubos). Gihimo gamit ang Microsoft Word 2019,
Sa laing bahin, pinaagi sa konserbasyon sa masa, ang aberids nga katulin sa usa ka patag nga perpendikular sa agos sa lokasyon sa pagsukod \(\langle {u}_{g}\rangle \) may kalabutan sa katulin sa pagsulod:
diin ang \({A}_{i}\) mao ang cross-sectional flow area sa channel inlet ug ang \({A}_{g}\) mao ang cross-sectional flow area sa lokasyon sa pagsukod (tan-awa ang Fig. 8) matag usa pinaagi sa :
Timan-i nga ang \({u}_{g}\) dili katumbas sa \(\langle {u}_{g}\rangle \). Sa tinuod lang, ang Figure 9 nagpakita sa speed ratio \({u}_{g}/\langle {u}_{g}\rangle \), nga gikalkulo pinaagi sa equation.(10)–(14), nga gi-plot sumala sa ratio \(d/g\). Bisan pa sa pipila ka discreteness, usa ka trend ang mailhan, nga gibanabana sa usa ka second-order polynomial:
Ang ratio sa maximum\({u}_{g}\) ug average\(\langle {u}_{g}\rangle \) nga mga tulin sa cross-section sa sentro sa channel\(.\). Ang solid ug dashed nga mga kurba katumbas sa mga equation.(5) ug ang variation range sa katugbang nga mga coefficients\(\pm 25\%\).Gihimo gamit ang Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Ang Figure 10 nagtandi sa \({Eu}_{90}\) sa mga resulta sa eksperimento sa equation.(16). Ang mean relative deviation kay 25%, ug ang confidence level kay 95%.
Ang Wall Euler number sa \(\theta ={90}^{o}\).Kini nga kurba katumbas sa ekwasyon.(16).Gibuhat gamit ang Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Ang netong puwersa \({f}_{n}\) nga naglihok sa sentral nga baras nga patindog sa iyang ehe mahimong makalkulo pinaagi sa pag-integrate sa presyur sa nawong sa baras sama sa mosunod:
diin ang unang koepisyente mao ang gitas-on sa baras sulod sa kanal, ug ang integrasyon gihimo tali sa 0 ug 2π.
Ang projection sa \({f}_{n}\) sa direksyon sa agos sa tubig kinahanglan nga motakdo sa presyur tali sa inlet ug outlet sa channel, gawas kung ang friction parallel sa rod ug mas gamay tungod sa dili kompleto nga pag-uswag sa ulahing bahin. Ang momentum flux dili balanse. Busa,
Ang Figure 11 nagpakita sa usa ka graph sa mga equation. (20) nagpakita og maayong pagkauyon alang sa tanang eksperimental nga mga kondisyon. Bisan pa, adunay gamay nga 8% nga deviasyon sa tuo, nga mahimong ikapasangil ug magamit isip usa ka banabana sa momentum imbalance tali sa channel inlet ug outlet.
Balanse sa gahom sa channel. Ang linya katumbas sa ekwasyon.(20). Ang koepisyente sa korelasyon sa Pearson kay 0.97. Gihimo gamit ang Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Pinaagi sa pag-usab-usab sa anggulo sa pagkahilig sa baras, gisukod ang presyur sa bungbong sa nawong sa baras ug ang pagkunhod sa presyur sa kanal nga adunay mga transverse lines sa upat ka inclined cylindrical rods. Tulo ka lain-laing diametro sa rod assemblies ang gisulayan. Sa gisulayan nga Reynolds number range, tali sa 2500 ug 6500, ang Euler number independente sa flow rate. Ang presyur sa sentral nga nawong sa baras nagsunod sa naandan nga trend nga naobserbahan sa mga silindro, nga mao ang maximum sa atubangan ug minimum sa lateral gap tali sa mga baras, nga mibalik sa likod nga bahin tungod sa boundary layer separation.
Ang mga datos sa eksperimento gisusi gamit ang mga konsiderasyon sa pagkonserba sa momentum ug semi-empirical nga mga ebalwasyon aron makit-an ang mga invariant dimensionless nga numero nga may kalabutan sa mga numero sa Euler sa kinaiya nga mga dimensyon sa mga kanal ug mga rod. Ang tanan nga geometrical nga mga bahin sa blocking hingpit nga girepresentahan sa ratio tali sa diametro sa rod ug sa gintang tali sa mga rod (laterally) ug sa gitas-on sa channel (vertical).
Ang prinsipyo sa kagawasan makita nga magamit sa kadaghanan sa mga numero sa Euler nga nag-ila sa presyur sa lainlaing mga lokasyon, ie kung ang presyur walay dimensyon gamit ang projection sa inlet velocity nga normal sa rod, ang set independente sa dip angle. Dugang pa, ang bahin may kalabotan sa masa ug momentum sa agos. Ang mga equation sa konserbasyon makanunayon ug nagsuporta sa nahisgutang empirical nga prinsipyo. Ang presyur sa nawong sa rod lamang sa gintang tali sa mga rod ang gamay nga nagtipas gikan niini nga prinsipyo. Ang mga dimensyon nga semi-empirical nga korelasyon nga walay dimensyon gihimo nga magamit sa pagdesinyo sa parehas nga mga hydraulic device. Kini nga klasikal nga pamaagi nahiuyon sa bag-o lang gitaho nga parehas nga mga aplikasyon sa equation sa Bernoulli sa hydraulics ug hemodynamics20,21,22,23,24.
Usa ka partikular nga makapainteres nga resulta ang naggikan sa pag-analisar sa pressure drop tali sa inlet ug outlet sa test section. Sulod sa experimental uncertainty, ang resulta nga drag coefficient katumbas sa unity, nga nagpakita sa paglungtad sa mosunod nga invariant parameters:
Matikdi ang gidak-on \(\left(d/g+2\right)d/g\) sa denominator sa equation.(23) mao ang magnitude sa parentesis sa equation.(4), kon dili, kini makalkulo gamit ang minimum ug free cross-section nga perpendicular sa rod, \({A}_{m}\) ug \({A}_{f}\). Kini nagsugyot nga ang mga numero sa Reynolds gituohan nga magpabilin sulod sa range sa kasamtangang pagtuon (40,000-67,000 para sa mga channel ug 2500-6500 para sa mga rod). Importante nga matikdan nga kon adunay kalainan sa temperatura sulod sa channel, kini mahimong makaapekto sa fluid density. Niini nga kaso, ang relatibong pagbag-o sa numero sa Euler mahimong mabanabana pinaagi sa pagpadaghan sa thermal expansion coefficient sa maximum nga gilauman nga kalainan sa temperatura.
Ruck, S., Köhler, S., Schlindwein, G., ug Arbeiter, F. Mga sukod sa pagbalhin sa kainit ug pag-ubos sa presyur sa usa ka kanal nga gibag-on sa lain-laing porma sa mga gusok sa dingding.expert.Heat Transfer 31, 334–354 (2017).
Wu, L., Arenas, L., Graves, J., ug Walsh, F. Pag-ila sa flow cell: flow visualization, pressure drop, ug mass transport sa two-dimensional electrodes sa rectangular channels.J. Electrochemistry.Socialist Party.167, 043505 (2020).
Liu, S., Dou, X., Zeng, Q. & Liu, J. Mga importanteng parametro sa epekto ni Jamin sa mga kapilarya nga adunay pig-ot nga mga cross-section.J. Gasoline.science.Britain.196, 107635 (2021).