Go raibh maith agat as cuairt a thabhairt ar Nature.com. Tá tacaíocht theoranta do CSS sa leagan brabhsálaí atá in úsáid agat. Chun an taithí is fearr a fháil, molaimid duit brabhsálaí nuashonraithe a úsáid (nó mód comhoiriúnachta a mhúchadh in Internet Explorer). Idir an dá linn, chun tacaíocht leanúnach a chinntiú, taispeánfaimid an suíomh gan stíleanna agus JavaScript.
Rinneadh turgnaimh i gcainéal dronuilleogach a bhí blocáilte ag línte trasnacha ceithre shlat sorcóireacha claonta. Tomhaiseadh an brú ar dhromchla lárnach na slaite agus an titim brú trasna an chainéil trí uillinn chlaonta na slaite a athrú. Rinneadh tástáil ar thrí thionól slaite de thrastomhas difriúil. Déantar anailís ar na torthaí tomhais ag baint úsáide as prionsabal chaomhnú móimintim agus breithnithe leath-eimpriciúla. Gintear roinnt tacair neamh-athraitheach de pharaiméadair gan toise a nascann an brú ag suíomhanna criticiúla an chórais le toisí tréithiúla na slaite. Fuarthas amach go seasann prionsabal na neamhspleáchais don chuid is mó d'uimhreacha Euler a shainíonn brú ag suíomhanna éagsúla, i.e. má tá an brú gan toise ag baint úsáide as teilgean an luas ionraoin atá gnáth don tslat, tá an tacar neamhspleách ar an uillinn tumtha. Is féidir an comhghaol leath-eimpriciúil a eascraíonn as sin a úsáid chun hiodrálaic chomhchosúil a dhearadh.
Is sraith modúl, bealaí nó cealla iad go leor feistí aistrithe teasa agus maise trína dtéann sreabháin i struchtúir inmheánacha níos casta nó níos lú casta amhail slata, maoláin, iontrálacha, etc. Le déanaí, tá spéis athnuaite ann tuiscint níos fearr a fháil ar na meicníochtaí a nascann dáileadh brú inmheánach agus fórsaí ar chodanna inmheánacha casta le titim brú foriomlán an mhodúil. I measc rudaí eile, tá an spéis seo cothaithe ag nuálaíochtaí san eolaíocht ábhar, leathnú cumais ríomhaireachtúla le haghaidh insamhaltaí uimhriúla, agus méadú ar mhiondealú feistí. I measc na staidéar turgnamhach le déanaí ar dháileadh inmheánach brú agus caillteanais tá bealaí atá garbh le heasnacha de chruthanna éagsúla 1, cealla imoibrithe leictriceimiceacha 2, caolú ribeach 3 agus ábhair fhráma laitíse 4.
Is iad na struchtúir inmheánacha is coitianta ná slata sorcóireacha trí mhodúil aonaid, bíodh siad pacáilte nó scoite amach. I malartóirí teasa, is gnách go mbíonn an chumraíocht seo ar thaobh an bhlaosc. Tá baint ag titim brú ar thaobh an bhlaosc le dearadh malartóirí teasa amhail gineadóirí gaile, comhdhlúthadáin agus galaitheoirí. I staidéar le déanaí, fuair Wang et al. 5 stáit sreafa athcheangail agus comh-dhícheangailte i gcumraíocht tandem slata. Thomhais Liu et al. 6 an titim brú i gcainéil dronuilleogacha le beartáin feadán dúbailte U-chruthach ionsuite le huillinneacha claonta éagsúla agus chalabraigh siad samhail uimhriúil ag insamhladh beartáin slat le meáin scagach.
Mar a bhíothas ag súil leis, tá roinnt fachtóirí cumraíochta ann a mbíonn tionchar acu ar fheidhmíocht hiodrálach bainc sorcóra: cineál socraithe (m.sh., céimnithe nó inlíne), toisí coibhneasta (m.sh., páirc, trastomhas, fad), agus uillinn chlaonta, i measc nithe eile. Dhírigh roinnt údar ar chritéir gan toise a aimsiú chun treoir a thabhairt do dhearaí chun éifeachtaí comhcheangailte paraiméadair gheoiméadracha a ghabháil. I staidéar turgnamhach le déanaí, mhol Kim et al. 7 samhail phóiriúlachta éifeachtach ag baint úsáide as fad na cille aonaid mar pharaiméadar rialaithe, ag baint úsáide as eagair tandem agus céimnithe agus uimhreacha Reynolds idir 103 agus 104. Rinne Snarski8 staidéar ar an gcaoi a n-athraíonn an speictream cumhachta, ó luasghéaraiméadair agus hidreafóin atá ceangailte le sorcóir i dtollán uisce, le claonadh treo an tsreafa. Rinne Marino et al. 9 staidéar ar dháileadh brú balla timpeall slat sorcóireach i sreabhadh aeir luasghéaraithe. Phlota Mityakov et al. 10 an réimse luais tar éis sorcóir luasghéaraithe ag baint úsáide as PIV steireo. Alam et al. Rinne 11 staidéar cuimsitheach ar shorcóirí tandem, ag díriú ar éifeachtaí uimhir Reynolds agus an cóimheas geoiméadrach ar sceitheadh ​​vortex. Bhí siad in ann cúig staid a aithint, eadhon glasáil, glasáil uaineach, gan aon ghlasáil, glasáil fho-armónach agus staideanna athcheangailte ciseal lomadh. Léirigh staidéir uimhriúla le déanaí foirmiú struchtúr vortex i sreabhadh trí shorcóirí yaw srianta.
Go ginearálta, meastar go mbraitheann feidhmíocht hiodrálach cille aonaid ar chumraíocht agus geoiméadracht an struchtúir inmheánaigh, a chainníochtaítear de ghnáth trí chomhghaolta eimpíreacha tomhais turgnamhacha sonracha. I go leor feistí atá comhdhéanta de chomhpháirteanna tréimhsiúla, déantar patrúin sreafa a athdhéanamh i ngach cill, agus dá bhrí sin, is féidir faisnéis a bhaineann le cealla ionadaíocha a úsáid chun iompar hiodrálach foriomlán an struchtúir a chur in iúl trí mhúnlaí ilscála. Sna cásanna siméadracha seo, is minic gur féidir an méid sainiúlachta lena gcuirtear prionsabail ghinearálta caomhnaithe i bhfeidhm a laghdú. Sampla tipiciúil is ea an chothromóid urscaoilte do phláta oscailte 15. I gcás speisialta slata claonta, bíodh sé i sreabhadh teoranta nó oscailte, is critéar suimiúil a luaitear go minic sa litríocht agus a úsáideann dearthóirí ná an méid hiodrálach ceannasach (m.sh., titim brú, fórsa, minicíocht scaoileadh vortex, srl.) chun teagmháil a dhéanamh leis an gcomhpháirt sreafa atá ingearach leis an ais sorcóra. Is minic a thugtar prionsabal na neamhspleáchais air seo agus glacann sé leis go dtiomáineann an chomhpháirt gnáth-in-sreafa dinimic an tsreafa go príomha agus go bhfuil éifeacht na comhpháirte aiseach atá ailínithe leis an ais sorcóra neamhbhríoch. Cé nach bhfuil aon chomhdhearcadh sa litríocht maidir le raon bailíochta an chritéir seo, i go leor cásanna soláthraíonn sé meastacháin úsáideacha laistigh de na neamhchinnteachtaí turgnamhacha is gnách le haghaidh comhghaolta eimpíreacha. I measc na staidéar le déanaí ar bhailíocht an phrionsabail neamhspleách tá creathadh spreagtha ag vortex16 agus tarraingt mheánach aonchéime agus dháchéime417.
Sa saothar seo, cuirtear i láthair torthaí an staidéir ar an mbrú inmheánach agus an titim brú i gcainéal le líne thrasnach ceithre shlat sorcóireacha claonta. Tomhais trí thionól slat le trastomhais éagsúla, ag athrú uillinn an chlaonta. Is é an sprioc fhoriomlán ná an mheicníocht a imscrúdú trína bhfuil an dáileadh brú ar dhromchla na slaite gaolmhar leis an titim brú foriomlán sa chainéal. Déantar anailís ar shonraí turgnamhacha trí chothromóid Bernoulli agus prionsabal caomhnú móimintim a chur i bhfeidhm chun bailíocht phrionsabal na neamhspleáchais a mheas. Ar deireadh, gintear comhghaolta leath-eimpriciúla gan toise ar féidir iad a úsáid chun gléasanna hiodrálacha comhchosúla a dhearadh.
Bhí an socrú turgnamhach comhdhéanta de chuid tástála dronuilleogach a fuair sreabhadh aeir arna sholáthar ag lucht leanúna aiseach. Tá aonad sa chuid tástála ina bhfuil dhá shlat lárnacha comhthreomhara agus dhá leathshlat atá leabaithe i mballaí an chainéil, mar a thaispeántar i bhFíor 1e, agus an trastomhas céanna ag gach ceann acu. Taispeánann Fíor 1a–e geoiméadracht agus toisí mionsonraithe gach cuid den socrú turgnamhach. Taispeánann Fíor 3 an socrú próisis.
a Roinn ionraoin (fad i mm).Cruthaigh b ag baint úsáide as Openscad 2021.01, openscad.org.Príomhroinn tástála (fad i mm).Cruthaithe le Openscad 2021.01, openscad.org c Radharc tras-alt den phríomhroinn tástála (fad i mm).Cruthaithe ag baint úsáide as Openscad 2021.01, openscad.org d roinn onnmhairithe (fad i mm).Cruthaithe le Openscad 2021.01, radharc pléasctha den roinn tástálacha de openscad.org e.Cruthaithe le Openscad 2021.01, openscad.org.
Rinneadh tástáil ar thrí shraith slata de thrastomhais éagsúla. Liostaítear i dTábla 1 tréithe geoiméadracha gach cás. Tá na slata suite ar uillinnphointe ionas gur féidir lena n-uillinn i gcoibhneas le treo an tsreafa a bheith idir 90° agus 30° (Fíor 1b agus 3). Tá gach slat déanta as cruach dhosmálta agus tá siad lárnaithe chun an fad bearna céanna a choinneáil eatarthu. Socraítear suíomh coibhneasta na slata le dhá spásaire atá suite lasmuigh den chuid tástála.
Rinneadh ráta sreafa ionraoin na coda tástála a thomhas le venturi calabraithe, mar a thaispeántar i bhFíor 2, agus rinneadh monatóireacht air ag baint úsáide as DP Cell Honeywell SCX. Tomhaiseadh teocht an tsreabháin ag asraon na coda tástála le teirmiméadar PT100 agus rialaíodh í ag 45±1°C. Chun dáileadh luais phlánach a chinntiú agus an leibhéal suaiteachta ag bealach isteach an chainéil a laghdú, cuirtear an sreabhadh uisce isteach trí thrí scáileán miotail. Baineadh úsáid as achar socraithe de thart ar 4 thrastomhas hiodrálach idir an scáileán deireanach agus an tslat, agus ba é 11 trastomhas hiodrálach fad an asraoin.
Léaráid sceitseach den fheadán Venturi a úsáidtear chun luas sreafa an ionraoin (fad i milliméadair) a thomhas. Cruthaithe le Openscad 2021.01, openscad.org.
Déan monatóireacht ar an mbrú ar cheann de na haghaidheanna den tslat lárnach trí sconna brú 0.5 mm a úsáid ag lárphlána an rannáin tástála. Freagraíonn trastomhas an sconna do réise uilleach 5°; dá bhrí sin, tá an cruinneas uilleach thart ar 2°. Is féidir an tslat monatóireachta a rothlú faoina hais, mar a thaispeántar i bhFíor 3. Déantar an difríocht idir brú dhromchla na slaite agus an brú ag bealach isteach an rannáin tástála a thomhas le difreálach DP Cell sraith Honeywell SCX. Déantar an difríocht brú seo a thomhas do gach socrú barra, ag athrú luas sreafa, uillinn chlaonta \(\alpha \) agus uillinn aisimút \(\theta \).
Socruithe sreafa. Taispeántar ballaí an chainéil i liath. Sreabhann an sreabhadh ó chlé go deas agus cuireann an tslat bac air. Tabhair faoi deara go bhfuil radharc “A” ingearach le hais na slaite. Tá na slata seachtracha leathleabaithe i mballaí cliathánacha an chainéil. Úsáidtear uillinnphointe chun uillinn an chlaonta \(\alpha \) a thomhas. Cruthaithe le Openscad 2021.01, openscad.org.
Is é cuspóir an turgnaimh an titim brú idir ionraoin an chainéil agus an brú ar dhromchla an tslat láir, θ agus α, a thomhas agus a léirmhíniú le haghaidh aisimídí agus claontaí éagsúla. Chun na torthaí a achoimriú, cuirfear an brú difreálach in iúl i bhfoirm gan toise mar uimhir Euler:
áit a seasann \(\rho \) don dlús sreabhach, \({u}_{i}\) don luas ionraoin meánach, \({p}_{i}\) don bhrú ionraoin, agus \({p }_{w}\) don bhrú ag pointe áirithe ar bhalla na slaite. Socraítear an luas ionraoin laistigh de thrí raon éagsúla a chinntear trí oscailt na comhla ionraoin. Tá na luasanna mar thoradh air sin idir 6 agus 10 m/s, arb ionann iad agus uimhir Reynolds an chainéil, \(Re\equiv {u}_{i}H/\nu \) (áit a seasann \(H\) do airde an chainéil, agus \(\nu \) don slaodacht chineamatach) idir 40,000 agus 67,000. Tá uimhir Reynolds na slaite (\(Re\equiv {u}_{i}d/\nu \)) idir 2500 agus 6500. Is é 5% ar an meán déine na suaiteachta a mheastar de réir an diall caighdeánach coibhneasta de na comharthaí a taifeadadh sa venturi.
Taispeánann Fíor 4 an comhghaol idir \({Eu}_{w}\) agus uillinn an aisiméid \(\theta \), paraiméadairithe ag trí uillinn tumtha, \(\alpha \) = 30°, 50° agus 70°. Tá na tomhais roinnte ina dtrí ghraf de réir trastomhas na slaite. Is féidir a fheiceáil, laistigh den neamhchinnteacht turgnamhach, go bhfuil na huimhreacha Euler a fhaightear neamhspleách ar an ráta sreafa. Leanann an spleáchas ginearálta ar θ an treocht is gnách de bhrú balla timpeall imlíne bacainn chiorclaigh. Ag uillinneacha atá os comhair an tsreafa, i.e., θ ó 0 go 90°, laghdaíonn brú bhalla na slaite, ag sroicheadh ​​íosmhéid ag 90°, a fhreagraíonn don bhearna idir na slata ina bhfuil an luas is mó mar gheall ar theorainneacha achar sreafa. Ina dhiaidh sin, tá téarnamh brú θ ó 90° go 100°, agus ina dhiaidh sin fanann an brú aonfhoirmeach mar gheall ar scaradh an chiseal teorann cúil de bhalla na slaite. Tabhair faoi deara nach bhfuil aon athrú ar uillinn an bhrú íosta, rud a thugann le fios go bhféadfadh suaitheadh ​​​​ó lomadh in aice láimhe tarlú. Tá sraitheanna, amhail éifeachtaí Coanda, tánaisteacha.
Éagsúlacht uimhir Euler an bhalla timpeall na slaite le haghaidh uillinneacha claonta agus trastomhais slaite éagsúla. Cruthaithe le Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
San alt seo a leanas, déanaimid anailís ar na torthaí bunaithe ar an toimhde nach féidir na huimhreacha Euler a mheas ach amháin trí pharaiméadair gheoiméadracha, i.e. na cóimheasa faid gné (d/g) agus (d/H) (áit a seasann H d'airde an chainéil) agus an claonadh (alpha). Deir riail phraiticiúil choitianta go gcinntear fórsa struchtúrach sreabhach ar an tslat luamháin trí theilgean luas an ionraoin atá ingearach le hais na slaite, (u_n = u_i sin alpha). Uaireanta tugtar prionsabal na neamhspleáchais air seo. Ceann de spriocanna na hanailíse seo a leanas ná scrúdú a dhéanamh an mbaineann an prionsabal seo lenár gcás, áit a bhfuil sreabhadh agus bacainní teoranta laistigh de chainéil dhúnta.
Breithnímis an brú a thomhaistear ag tosaigh dhromchla idirmheánach na slaite, i.e. θ = 0. De réir chothromóid Bernoulli, sásaíonn an brú ag an suíomh seo\({p}_{o}\):
áit a bhfuil \({u}_{o}\) an luas sreabhach gar do bhalla na slaite ag θ = 0, agus glacaimid le caillteanais bheaga neamh-inchúlghairthe. Tabhair faoi deara go bhfuil an brú dinimiciúil neamhspleách sa téarma fuinnimh cinéiteach. Má tá \({u}_{o}\) folamh (i.e. riocht marbhánta), ba chóir go mbeadh na huimhreacha Euler aontaithe. Mar sin féin, is féidir a fheiceáil i bhFíor 4 go bhfuil an \({Eu}_{w}\) mar thoradh air sin gar don luach seo ach nach bhfuil sé cothrom leis go díreach, go háirithe le haghaidh uillinneacha tumtha níos mó. Tugann sé seo le fios nach n-imíonn an luas ar dhromchla na slaite ag \(\theta =0\), rud a d'fhéadfadh a bheith faoi chois ag an diall suas de na línte reatha a chruthaíonn claonadh na slaite. Ós rud é go bhfuil an sreabhadh teoranta do bharr agus bun an chuid tástála, ba chóir go gcruthódh an diall seo athchúrsaíocht thánaisteach, ag méadú an luas aiseach ag an mbun agus ag laghdú an luas ag an mbarr. Ag glacadh leis gurb é méid an diall thuas teilgean an luas ionraoin ar an seafta (i.e. \({u}_{i}\mathrm{cos}\alpha \)), is é seo an toradh comhfhreagrach ar uimhir Euler:
Déanann Fíor 5 comparáid idir na cothromóidí.(3) Taispeánann sé comhaontú maith leis na sonraí turgnamhacha comhfhreagracha. Ba é 25% an diall meánach, agus ba é 95% an leibhéal muiníne. Tabhair faoi deara go bhfuil an chothromóid.(3) Ag teacht le prionsabal na neamhspleáchais. Mar an gcéanna, léiríonn Fíor 6 go gcomhfhreagraíonn an uimhir Euler don bhrú ar dhromchla cúil na slaite, \({p}_{180}\), agus ag imeacht na coda tástála, \({p}_{e}\), Leanann sé treocht atá comhréireach le \({\mathrm{sin}}^{2}\alpha \). Sa dá chás, áfach, braitheann an chomhéifeacht ar thrastomhas na slaite, rud atá réasúnta ós rud é gurb é an dara ceann a chinneann an limistéar bactha. Tá an ghné seo cosúil le titim brú pláta orifice, áit a laghdaítear an cainéal sreafa go páirteach ag suíomhanna sonracha. Sa chuid tástála seo, imríonn an bhearna idir na slata ról an orifice. Sa chás seo, titeann an brú go suntasach ag an luasghéarú agus téann sé ar ais go páirteach de réir mar a leathnaíonn sé ar gcúl. Agus an srian á mheas mar blocáil ingearach le hais na slaite, is féidir an titim brú idir tosaigh agus cúl na slaite a scríobh mar 18:
áit a bhfuil \({c}_{d}\) ina chomhéifeacht tarraingthe a mhíníonn an téarnamh brú páirteach idir θ = 90° agus θ = 180°, agus \({A}_{m}\) agus \({A}_{f}\) an trasghearradh saor íosta in aghaidh an aonaid faid atá ingearach le hais na slaite, agus is é a ghaol leis an trastomhas slaite ná \({A}_{f}/{A}_{m}=\ ​​Ar chlé (g+d\deas)/g\). Is iad seo a leanas na huimhreacha Euler comhfhreagracha:
Uimhir Wall Euler ag θ = 0 mar fheidhm den dipping. Freagraíonn an cuar seo don chothromóid.(3).Cruthaithe le Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Athraíonn uimhir Euler Balla, i \(\theta = 18{0}^{o}\) (comhartha iomlán) agus imeacht (comhartha folamh) le titim. Freagraíonn na cuartha seo do phrionsabal na neamhspleáchais, ie \(Eu\propto {\mathrm{sin}}^{2}\alpha \). Cruthaithe le Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Léiríonn Fíor 7 an spleáchas atá ag \({Eu}_{0-180}/{\mathrm{sin}}^{2}\alpha \) ar \(d/g\), rud a léiríonn an chomhsheasmhacht mhór mhaith.(5).Is é \({c}_{d}=1.28\pm 0.02\) an chomhéifeacht tarraingthe a fhaightear le leibhéal muiníne de 67%. Mar an gcéanna, léiríonn an graf céanna go leanann an titim brú iomlán idir inlet agus outlet an rannáin tástála treocht chomhchosúil, ach le comhéifeachtaí difriúla a chuireann san áireamh an téarnamh brú sa spás cúil idir an barra agus outlet an chainéil.Is é \({c}_{d}=1.00\pm 0.05\) an chomhéifeacht tarraingthe comhfhreagrach le leibhéal muiníne de 67%.
Tá an comhéifeacht tarraingthe gaolmhar leis an titim brú \(d/g\) chun tosaigh agus chun deiridh den tslat\(\left({Eu}_{0-180}\right)\) agus an titim brú iomlán idir ionraon agus asraon an chainéil. Is é an limistéar liath an banda muiníne 67% don chomhghaol. Cruthaithe le Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Éilíonn an brú íosta \({p}_{90}\) ar dhromchla na slaite ag θ = 90° láimhseáil speisialta. De réir chothromóid Bernoulli, feadh na líne reatha tríd an mbearna idir na barraí, tá an brú sa lár \({p}_{g}\) agus an luas \({u}_{g}\) sa bhearna idir na barraí (comhthráthach le lárphointe an chainéil) gaolmhar leis na fachtóirí seo a leanas:
Is féidir an brú \({p}_{g}\) a chur i gcomparáid le brú dhromchla na slaite ag θ = 90° tríd an dáileadh brú a chomhtháthú thar an mbearna a scarann ​​an tslat lárnach idir an lárphointe agus an balla (féach Fíor 8). Tugann cothromaíocht na cumhachta 19:
áit a bhfuil \(y\) an gnáthchomhordanáid do dhromchla na slaite ón lárphointe den bhearna idir na slata lárnacha, agus \(K\) cuar na líne reatha ag suíomh \(y\). Chun meastóireacht anailíseach a dhéanamh ar an mbrú ar dhromchla na slaite, glacaimid leis go bhfuil \(u}_{g}\) aonfhoirmeach agus go bhfuil \(K\left(y\right)\) líneach. Tá na toimhdí seo fíoraithe le ríomhanna uimhriúla. Ag balla na slaite, cinntear an cuar le cuid éilipseach na slaite ag an uillinn \(\alpha \), ie \(K\left(g/2\right)=\left(2/d\right){\mathrm{sin} }^{2}\alpha \) (féach Fíor 8). Ansin, maidir le cuar an sruthlíne ag imeacht ag \(y=0\) mar gheall ar shiméadracht, tugtar an cuar ag an gcomhordanáid uilíoch \(y\) mar:
Radharc trasghearrthach den ghné, tosaigh (ar chlé) agus thuas (bun). Cruthaithe le Microsoft Word 2019,
Ar an láimh eile, trí chaomhnú maise, tá an meánluas i bplána atá ingearach leis an sreabhadh ag an suíomh tomhais \(\langle {u}_{g}\rangle \) gaolmhar leis an luas ionraoin:
áit a bhfuil \({A}_{i}\) an achar sreafa trasghearrthach ag inlet an chainéil agus \({A}_{g}\) an achar sreafa trasghearrthach ag an suíomh tomhais (féach Fíor 8) faoi seach de réir:
Tabhair faoi deara nach bhfuil \(u}_{g}\) cothrom le \(\langle {u}_{g}\rangle \). Déanta na fírinne, léiríonn Fíor 9 an cóimheas luais \(u}_{g}/\langle {u}_{g}\rangle \), arna ríomh leis an gcothromóid (10)–(14), agus é plotaithe de réir an chóimheasa \(d/g\). In ainneoin roinnt discréideachta, is féidir treocht a aithint, a mheastar le polainéim dara hord:
An cóimheas idir uasluas agus meánluas trasghearradh lár an chainéil (.). Freagraíonn na cuar soladacha agus poncanna do na cothromóidí (5) agus raon athraitheachta na gcomhéifeachtaí comhfhreagracha (pm 25%). Cruthaithe le Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Déanann Fíor 10 comparáid idir \({Eu}_{90}\) agus torthaí turgnamhacha na cothromóide.(16). Ba é 25% an diall coibhneasta meánach, agus ba é 95% an leibhéal muiníne.
Uimhir Wall Euler ag _(\theta ={90}^{o}\). Freagraíonn an cuar seo don chothromóid.(16). Cruthaithe le Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Is féidir an fórsa glan \({f}_{n}\) atá ag gníomhú ar an tslat lárnach atá ingearach lena hais a ríomh tríd an mbrú ar dhromchla na slaite a chomhtháthú mar seo a leanas:
áit a bhfuil an chéad chomhéifeacht fad na slaite laistigh den chainéal, agus déantar an comhtháthú idir 0 agus 2π.
Ba chóir go mbeadh teilgean \({f}_{n}\) i dtreo shreabhadh an uisce ag teacht leis an mbrú idir inlet agus outlet an chainéil, mura bhfuil an fhrithchuimilt comhthreomhar leis an tslat agus níos lú mar gheall ar fhorbairt neamhiomlán an chuid níos déanaí. Tá an flosc móiminteam neamhchothrom. Dá bhrí sin,
Taispeánann Fíor 11 graf de na cothromóidí. (20) Léirigh comhaontú maith do na coinníollacha turgnamhacha uile. Mar sin féin, tá diall beag 8% ar dheis, ar féidir é a chur i leith agus a úsáid mar mheastachán ar an míchothromaíocht móimintim idir ionraon agus asraon an chainéil.
Cothromaíocht chumhachta an chainéil. Freagraíonn an líne don chothromóid.(20). Ba é 0.97 comhéifeacht comhghaolmhaireachta Pearson. Cruthaithe le Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Agus uillinn chlaonta na slaite á hathrú, tomhaiseadh an brú ag balla dhromchla na slaite agus an titim brú sa chainéal le línte trasnacha na gceithre shlat sorcóireach claonta. Rinneadh tástáil ar thrí thionól slaite de thrastomhas difriúil. Sa raon uimhir Reynolds a tástáladh, idir 2500 agus 6500, tá an uimhir Euler neamhspleách ar an ráta sreafa. Leanann an brú ar dhromchla lárnach na slaite an treocht is gnách a breathnaítear i sorcóirí, ag bheith uasta ag an tosaigh agus íosta ag an mbearna cliathánach idir na slata, ag téarnamh ag an gcúl mar gheall ar scaradh ciseal teorann.
Déantar anailís ar shonraí turgnamhacha ag baint úsáide as breithnithe caomhnaithe móimintim agus meastóireachtaí leath-eimpriciúla chun uimhreacha gan toise neamhathraitheach a aimsiú a nascann uimhreacha Euler le toisí tréithiúla cainéal agus slat. Léirítear gach gné gheoiméadrach den bhlocáil go hiomlán leis an gcóimheas idir trastomhas na slaite agus an bhearna idir na slata (go cliathánach) agus airde an chainéil (ingearach).
Faightear amach go bhfuil prionsabal na neamhspleáchais i bhfeidhm maidir leis an gcuid is mó d'uimhreacha Euler a shainíonn brú ag suíomhanna éagsúla, i.e. má tá an brú gan toise ag baint úsáide as teilgean luas an ionraoin atá gnáth don tslat, tá an tacar neamhspleách ar an uillinn tumtha. Ina theannta sin, tá an ghné gaolmhar le mais agus móiminteam an tsreafa. Tá na cothromóidí caomhnaithe comhsheasmhach agus tacaíonn siad leis an bprionsabal eimpíreach thuas. Ní imíonn ach brú dhromchla na slaite ag an mbearna idir na slata beagán ón bprionsabal seo. Gintear comhghaolta leath-eimpíreacha gan toise ar féidir iad a úsáid chun gléasanna hiodrálacha comhchosúla a dhearadh. Tá an cur chuige clasaiceach seo comhsheasmhach le feidhmchláir chomhchosúla a tuairiscíodh le déanaí ar chothromóid Bernoulli maidir le hiodrálaic agus hemodinimic20,21,22,23,24.
Tagann toradh thar a bheith suimiúil ón anailís ar an titim brú idir inlet agus outlet an rannáin tástála. Laistigh den neamhchinnteacht turgnamhach, is ionann an chomhéifeacht tarraingthe mar thoradh air sin agus aontacht, rud a léiríonn go bhfuil na paraiméadair neamh-athraitheach seo a leanas ann:
Tabhair faoi deara an méid \(\left(d/g+2\right)d/g\) in ainmneoir na cothromóide. Is é (23) an méid idir lúibíní sa chothromóid. (4), ar shlí eile is féidir é a ríomh leis an trasghearradh íosta agus saor atá ingearach leis an tslat, \({A}_{m}\) agus \({A}_{f}\). Tugann sé seo le fios go nglactar leis go bhfanann uimhreacha Reynolds laistigh de raon an staidéir reatha (40,000-67,000 do chainéil agus 2500-6500 do shlata). Tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara, má tá difríocht teochta taobh istigh den chainéal, go bhféadfadh sé difear a dhéanamh do dhlús an tsreabháin. Sa chás seo, is féidir an t-athrú coibhneasta in uimhir Euler a mheas tríd an gcomhéifeacht leathnú teirmeach a iolrú faoin uas-dhifríocht teochta a bhfuiltear ag súil leis.
Ruck, S., Köhler, S., Schlindwein, G., agus Arbeiter, F. Tomhais aistrithe teasa agus titim brú i gcainéal atá garbh le heasnacha de chruthanna difriúla ar an mballa.expert.Heat Transfer 31, 334–354 (2017).
Wu, L., Arenas, L., Graves, J., agus Walsh, F. Saintréithiú cealla sreafa: léirshamhlú sreafa, titim brú, agus iompar maise i leictreoidí dháthoiseacha i gcainéil dronuilleogacha. J. Electrochemistry. Socialist Party. 167, 043505 (2020).
Liu, S., Dou, X., Zeng, Q. & Liu, J. Príomhpharaiméadair éifeacht Jamin i ribeadáin le trasghearrthacha cúnga. J. Gasoline.science.Britain.196, 107635 (2021).