Mahalo no ke kipa ʻana iā Nature.com. Loaʻa i ka mana polokalamu kele pūnaewele āu e hoʻohana nei ke kākoʻo palena no CSS. No ka ʻike maikaʻi loa, paipai mākou iā ʻoe e hoʻohana i kahi polokalamu kele pūnaewele i hōʻano hou ʻia (a i ʻole e hoʻopau i ke ʻano hoʻohālikelike ma Internet Explorer). I kēia manawa, no ka hōʻoia ʻana i ke kākoʻo mau ʻana, e hōʻike mākou i ka pūnaewele me ka ʻole o nā kaila a me JavaScript.
Ua hana ʻia nā hoʻokolohua ma kahi kahawai rectangular i ālai ʻia e nā laina transverse o nā koʻokoʻo cylindrical ʻehā inclined. Ua ana ʻia ke kaomi ma ka ʻili o ke koʻokoʻo waena a me ka hāʻule ʻana o ke kaomi ma waena o ke kahawai ma ka hoʻololi ʻana i ke kihi inclination o ke koʻokoʻo. Ua hoʻāʻo ʻia ʻekolu mau ʻākoakoa koʻokoʻo diameter like ʻole. Ua kālailai ʻia nā hopena ana me ka hoʻohana ʻana i ke kumumanaʻo o ka mālama ʻana i ka momentum a me nā noʻonoʻo semi-empirical. Ua hana ʻia kekahi mau set invariant o nā parameter dimensionless e pili ana i ke kaomi ma nā wahi koʻikoʻi o ka ʻōnaehana i nā ana hiʻohiʻona o ke koʻokoʻo. Ua ʻike ʻia ke kumumanaʻo kūʻokoʻa e paʻa no ka hapa nui o nā helu Euler e hōʻike ana i ke kaomi ma nā wahi like ʻole, ʻo ia hoʻi inā he dimensionless ke kaomi me ka hoʻohana ʻana i ka projection o ka wikiwiki komo maʻamau i ke koʻokoʻo, kūʻokoʻa ka set mai ke kihi dip. Hiki ke hoʻohana ʻia ka pilina semi-empirical hopena no ka Hoʻolālā hydraulics like.
ʻO ka nui o nā mea hoʻoili wela a me ka nuipa e hana ana i kahi hoʻonohonoho o nā modula, nā kahawai a i ʻole nā ​​​​​​pūnaewele e hele ai nā wai i loko o nā ʻano kūloko paʻakikī e like me nā koʻokoʻo, nā buffers, nā mea hoʻokomo, a pēlā aku. ʻOi aku nei, ua hoihoi hou ʻia ka loaʻa ʻana o kahi ʻike maikaʻi o nā ʻano hana e hoʻopili ana i ka hoʻolaha ʻana o ke kaomi kūloko a me nā ikaika ma nā internals paʻakikī i ka hāʻule ʻana o ke kaomi holoʻokoʻa o ka module. Ma waena o nā mea ʻē aʻe, ua hoʻoulu ʻia kēia hoihoi e nā hana hou i ka ʻepekema mea, ka hoʻonui ʻana i nā hiki computational no nā simulations helu, a me ka hoʻonui ʻana o ka miniaturization o nā mea hana. ʻO nā haʻawina hoʻokolohua hou o ka hoʻolaha kūloko a me nā pohō e pili ana i nā kahawai i hoʻopōʻino ʻia e nā iwi ʻaoʻao like ʻole 1 , nā cell reactor electrochemical 2 , ka capillary constriction 3 a me nā mea hoʻolālā lattice 4 .
ʻO nā ʻano hana kūloko maʻamau he mau koʻokoʻo cylindrical ma o nā modula ʻāpana, i hoʻopaʻa ʻia a hoʻokaʻawale ʻia paha. I loko o nā mea hoʻololi wela, he mea maʻamau kēia hoʻonohonoho ʻana ma ka ʻaoʻao pūpū. Pili ka hāʻule ʻana o ke kaomi ʻaoʻao pūpū i ka hoʻolālā ʻana o nā mea hoʻololi wela e like me nā mea hana mahu, nā condensers a me nā evaporators. I loko o kahi noiʻi hou, ua ʻike ʻo Wang et al. 5 i nā kūlana kahe reattachment a me co-detachment i loko o kahi hoʻonohonoho tandem o nā koʻokoʻo. Ua ana ʻo Liu et al. 6 i ka hāʻule ʻana o ke kaomi ma nā kahawai rectangular me nā pūʻolo paipu U-ʻano pālua i kūkulu ʻia me nā kihi inclination like ʻole a ua hoʻoponopono i kahi kumu hoʻohālike helu e hoʻohālike ana i nā pūʻolo koʻokoʻo me nā media porous.
E like me ka mea i manaʻo ʻia, aia kekahi mau mea hoʻonohonoho e hoʻopilikia i ka hana hydraulic o kahi panakō cylinder: ʻano hoʻonohonoho (e laʻa, staggered a i ʻole in-line), nā ana pili (e laʻa, pitch, diameter, lōʻihi), a me ke kihi inclination, a me nā mea ʻē aʻe. Ua kālele kekahi mau mea kākau i ka loaʻa ʻana o nā pae dimensionless e alakaʻi i nā hoʻolālā e hopu i nā hopena i hui pū ʻia o nā palena geometric. Ma kahi noiʻi hoʻokolohua hou, ua hāpai ʻo Kim et al. 7 i kahi kumu hoʻohālike porosity kūpono e hoʻohana ana i ka lōʻihi o ke kelepona unit ma ke ʻano he parameter control, me ka hoʻohana ʻana i nā tandem a me nā staggered arrays a me nā helu Reynolds ma waena o 103 a me 104. Ua aʻo ʻo Snarski8 pehea e loli ai ka spectrum mana, mai nā accelerometers a me nā hydrophones i hoʻopili ʻia i kahi cylinder i loko o kahi tunnel wai, me ke ʻano o ke kuhikuhi kahe. Ua aʻo ʻo Marino et al. 9 i ka hoʻolaha ʻana o ke kaomi o ka paia a puni kahi koʻokoʻo cylindrical i ka yaw airflow. Ua hoʻolālā ʻo Mityakov et al. 10 i ke kahua wikiwiki ma hope o kahi cylinder yawed me ka hoʻohana ʻana i ka stereo PIV. Alam et al. Ua hana ʻo 11 i kahi noiʻi piha o nā cylinders tandem, e kālele ana i nā hopena o ka helu Reynolds a me ka ratio geometric ma ka hoʻokahe ʻana o vortex. Ua hiki iā lākou ke ʻike i ʻelima mau kūlana, ʻo ia hoʻi ka laka ʻana, ka laka intermittent, ka laka ʻole, ka laka subharmonic a me nā kūlana hoʻopili hou ʻana o ka papa shear. Ua kuhikuhi nā haʻawina helu hou i ka hoʻokumu ʻia ʻana o nā ʻano vortex i ke kahe ʻana ma o nā cylinders yaw i kaupalena ʻia.
Ma keʻano laulā, manaʻo ʻia ka hana hydraulic o kahi cell unit e hilinaʻi ʻia ma ke ʻano hoʻonohonoho a me ke geometry o ke ʻano kūloko, i helu pinepine ʻia e nā pilina empirical o nā ana hoʻokolohua kikoʻī. Ma nā mea hana he nui i haku ʻia me nā ʻāpana periodic, hana hou ʻia nā ʻano kahe i kēlā me kēia cell, a no laila, hiki ke hoʻohana ʻia ka ʻike e pili ana i nā cell ʻelele e hōʻike i ke ʻano hydraulic holoʻokoʻa o ke ʻano ma o nā hiʻohiʻona multiscale. Ma kēia mau hihia symmetric, hiki ke hoʻemi pinepine ʻia ke kiʻekiʻe o ka specificity me ka hoʻopili ʻana i nā loina mālama laulā. ʻO kahi laʻana maʻamau ka hoʻohālikelike hoʻokuʻu no kahi pā orifice 15. Ma ka hihia kūikawā o nā koʻokoʻo inclined, inā paha ma ke kahe paʻa a wehe paha, kahi pae hoihoi i ʻōlelo pinepine ʻia ma ka palapala a hoʻohana ʻia e nā mea hoʻolālā ʻo ia ka nui hydraulic dominant (e.g., kaomi hāʻule, ikaika, vortex shedding frequency, etc.)) e hoʻopili.) i ka ʻāpana kahe perpendicular i ka cylinder axis. Ua kapa pinepine ʻia kēia ʻo ke kumu kūʻokoʻa a manaʻo ʻia ua hoʻokele mua ʻia ka dynamics kahe e ka ʻāpana maʻamau inflow a ʻo ka hopena o ka ʻāpana axial i hoʻohālikelike ʻia me ka cylinder axis he mea liʻiliʻi. ʻOiai ʻaʻohe ʻaelike ma ka palapala ma ka laulā validity o kēia pae, i nā hihia he nui hāʻawi i nā kuhi pono i loko o nā kānalua hoʻokolohua maʻamau o nā pilina empirical. ʻO nā haʻawina hou e pili ana i ka pono o ke kumumanaʻo kūʻokoʻa e komo pū ana me ka vortex-induced vibration16 a me ka drag averaged single-phase a me ʻelua-phase417.
Ma ka hana o kēia manawa, ua hōʻike ʻia nā hopena o ke aʻo ʻana i ke kaomi kūloko a me ka hāʻule ʻana o ke kaomi i loko o kahi kahawai me kahi laina transverse o ʻehā mau koʻokoʻo cylindrical inclined. E ana i ʻekolu mau ʻākoakoa koʻokoʻo me nā diameters like ʻole, e hoʻololi ana i ke kihi o ka inclination. ʻO ka pahuhopu holoʻokoʻa ka noiʻi ʻana i ke ʻano hana e pili ai ka hoʻolaha ʻana o ke kaomi ma luna o ka ʻili o ke koʻokoʻo i ka hāʻule ʻana o ke kaomi holoʻokoʻa i loko o ke kahawai. Hoʻopili ʻia nā ʻikepili hoʻokolohua e hoʻohana ana i ka hoʻohālikelike a Bernoulli a me ke kumumanaʻo o ka mālama ʻana i ka momentum e loiloi i ka pono o ke kumumanaʻo kūʻokoʻa. ʻO ka hope loa, ua hoʻokumu ʻia nā pilina semi-empirical dimensionless hiki ke hoʻohana ʻia e hoʻolālā i nā mea hana hydraulic like.
ʻO ka hoʻonohonoho hoʻokolohua he ʻāpana hoʻāʻo huinahā i loaʻa ke kahe ea i hāʻawi ʻia e kahi peʻahi axial. Aia ka ʻāpana hoʻāʻo i kahi ʻāpana i haku ʻia me ʻelua mau koʻokoʻo waena like a me ʻelua mau koʻokoʻo hapalua i hoʻokomo ʻia i loko o nā paia kahawai, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke Kiʻi 1e, like ke anawaena. Hōʻike nā Kiʻi 1a-e i ke ʻano kikoʻī a me nā ana o kēlā me kēia ʻāpana o ka hoʻonohonoho hoʻokolohua. Hōʻike ke Kiʻi 3 i ka hoʻonohonoho hana.
ʻĀpana Inlet (lōʻihi ma mm). Hana ʻia ʻo b me ka hoʻohana ʻana iā Openscad 2021.01, openscad.org. ʻĀpana hoʻāʻo nui (lōʻihi ma mm). Hana ʻia me Openscad 2021.01, openscad.org c Nānā ʻāpana kea o ka ʻāpana hoʻāʻo nui (lōʻihi ma mm). Hana ʻia me ka hoʻohana ʻana iā Openscad 2021.01, openscad.org d ʻāpana hoʻokuʻu aku (lōʻihi ma mm). Hana ʻia me Openscad 2021.01, nānā pahū o ka ʻāpana hoʻāʻo o openscad.org e. Hana ʻia me Openscad 2021.01, openscad.org.
Ua hoʻāʻo ʻia ʻekolu mau seti o nā koʻokoʻo o nā anawaena like ʻole. Hōʻike ka Papa 1 i nā ʻano geometric o kēlā me kēia hihia. Hoʻopaʻa ʻia nā koʻokoʻo ma luna o kahi protractor i hiki ke ʻokoʻa ko lākou kihi e pili ana i ke kuhikuhi kahe ma waena o 90° a me 30° (Nā Kiʻi 1b a me 3). Hana ʻia nā koʻokoʻo a pau i ke kila kila a ua kikowaena ʻia lākou e mālama i ka mamao like ma waena o lākou. Hoʻopaʻa ʻia ke kūlana pili o nā koʻokoʻo e ʻelua mau spacers i loaʻa ma waho o ka ʻāpana hoʻāʻo.
Ua ana ʻia ke kahe komo o ka ʻāpana hoʻāʻo e kahi venturi i hoʻoponopono ʻia, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke Kiʻi 2, a ua nānā ʻia me ka hoʻohana ʻana i kahi DP Cell Honeywell SCX. Ua ana ʻia ka mahana o ka wai ma ka puka o ka ʻāpana hoʻāʻo me kahi ana wela PT100 a ua kāohi ʻia ma 45 ± 1 ° C. No ka hōʻoia ʻana i ka hoʻolaha wikiwiki planar a me ka hoʻēmi ʻana i ka pae o ka haunaele ma ke komo ʻana o ke kahawai, ua koi ʻia ke kahe wai e komo mai ana ma o ʻekolu mau pale metala. Ua hoʻohana ʻia kahi mamao hoʻonohonoho o kahi o 4 mau anawaena hydraulic ma waena o ka pale hope loa a me ke koʻokoʻo, a ʻo ka lōʻihi o ka puka he 11 mau anawaena hydraulic.
Kiʻikuhi kiʻikuhi o ka paipu Venturi i hoʻohana ʻia e ana i ka wikiwiki o ke kahe ʻana o ke komo ʻana (ka lōʻihi ma millimeters). Hana ʻia me Openscad 2021.01, openscad.org.
E nānā i ke kaomi ma kekahi o nā ʻaoʻao o ke koʻokoʻo waena ma o kahi piula wai kaomi 0.5 mm ma ka mokulele waena o ka ʻāpana hoʻāʻo. ʻO ke anawaena piula wai e like me kahi ʻāpana angular 5°; no laila ʻo ka pololei o ke kihi ma kahi o 2°. Hiki ke hoʻohuli ʻia ke koʻokoʻo i nānā ʻia a puni kona axis, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke Kiʻi 3. ʻO ka ʻokoʻa ma waena o ke kaomi o ka ʻili o ke koʻokoʻo a me ke kaomi ma ke komo ʻana i ka ʻāpana hoʻāʻo ua ana ʻia me kahi moʻo DP Cell Honeywell SCX ʻokoʻa. Ua ana ʻia kēia ʻokoʻa kaomi no kēlā me kēia hoʻonohonoho pā, ka wikiwiki o ke kahe ʻana, ke kihi inclination \(\alpha \) a me ke kihi azimuth \(\theta \).
nā hoʻonohonoho kahe. Hōʻike ʻia nā paia o ke kahawai ma ke hina hina. Ke kahe nei ke kahe mai ka hema a i ka ʻākau a ua ālai ʻia e ke koʻokoʻo. E hoʻomaopopo he kū pololei ka hiʻohiʻona "A" i ke koʻokoʻo koʻokoʻo. Hoʻokomo hapa ʻia nā koʻokoʻo waho i loko o nā paia o ke kahawai ʻaoʻao. Hoʻohana ʻia kahi protractor e ana i ke kihi o ka inclination \(\alpha \). Hana ʻia me Openscad 2021.01, openscad.org.
ʻO ke kumu o ka hoʻokolohua, ʻo ia ke ana a me ka wehewehe ʻana i ka hāʻule ʻana o ke kaomi ma waena o nā wahi komo o ke kahawai a me ke kaomi ma luna o ka ʻili o ke koʻokoʻo waena, \(\theta\) a me \(\alpha\) no nā azimuths a me nā dips like ʻole. No ka hōʻuluʻulu ʻana i nā hopena, e hōʻike ʻia ke kaomi ʻokoʻa ma ke ʻano dimensionless e like me ka helu Euler:
kahi ʻo \(\rho \) ka nui o ka wai, ʻo \({u}_{i}\) ka wikiwiki komo awelika, ʻo \({p}_{i}\) ke kaomi komo, a ʻo \({p }_{ w}\) ke kaomi ma kahi kiko i hāʻawi ʻia ma ka paia koʻokoʻo. Hoʻopaʻa ʻia ka wikiwiki komo i loko o ʻekolu mau pae like ʻole i hoʻoholo ʻia e ka wehe ʻana o ka valve komo. Loaʻa nā wikiwiki hopena mai 6 a 10 m/s, e pili ana i ka helu Reynolds kahawai, \(Re\equiv {u}_{i}H/\nu \) (kahi ʻo \(H\) ke kiʻekiʻe o ke kahawai, a ʻo \(\nu \) ka viscosity kinematic) ma waena o 40,000 a me 67,000. Loaʻa ka helu Reynolds koʻokoʻo (\(Re\equiv {u}_{i}d/\nu \)) mai 2500 a 6500. ʻO ka ikaika turbulence i manaʻo ʻia e ka ʻokoʻa maʻamau o nā hōʻailona i hoʻopaʻa ʻia ma ka venturi he 5% ma awelika.
Hōʻike ka Kiʻi 4 i ka pilina o \({Eu}_{w}\) me ke kihi azimuth \(\theta \), i hoʻohālikelike ʻia e ʻekolu mau kihi dip, \(\alpha \) = 30°, 50° a me 70°. Ua māhele ʻia nā ana i ʻekolu mau kiʻi e like me ke anawaena o ke koʻokoʻo. Hiki ke ʻike ʻia i loko o ka maopopo ʻole o ka hoʻokolohua, kūʻokoʻa nā helu Euler i loaʻa mai ka nui o ke kahe. ʻO ka hilinaʻi nui ma θ e hahai ana i ke ʻano maʻamau o ke kaomi paia a puni ka perimeter o kahi keʻakeʻa pōʻai. Ma nā kihi e kū pono ana i ke kahe, ʻo ia hoʻi, θ mai 0 a 90°, e emi ana ke kaomi paia koʻokoʻo, e hōʻea ana i ka liʻiliʻi ma 90°, e pili ana i ka hakahaka ma waena o nā koʻokoʻo kahi i ʻoi aku ka wikiwiki ma muli o nā palena o ka wahi kahe. Ma hope mai, aia kahi hoʻihoʻi kaomi o θ mai 90° a 100°, ma hope o ia mea e mau ana ke kaomi ma muli o ka hoʻokaʻawale ʻana o ka papa palena hope o ka paia koʻokoʻo. E hoʻomaopopo ʻaʻohe loli i ke kihi o ke kaomi liʻiliʻi loa, e hōʻike ana he hiki ke hoʻopilikia mai ka ʻaoʻao kokoke. ʻO nā papa ʻokiʻoki, e like me nā hopena Coanda, he lua ia.
ʻO ka loli o ka helu Euler o ka paia a puni ke koʻokoʻo no nā kihi ʻokoʻa a me nā anawaena koʻokoʻo. Hana ʻia me Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Ma ka mea e hiki mai ana, ke kālailai nei mākou i nā hopena ma muli o ke kuhi ʻana e hiki ke kuhi ʻia nā helu Euler e nā palena geometric wale nō, ʻo ia hoʻi nā lakio lōʻihi hiʻona \(d/g\) a me \(d/H\) (kahi \(H\) ke kiʻekiʻe o ke kahawai) a me ka inclination \(\alpha \). ʻO kahi lula hana kaulana e ʻōlelo nei ua hoʻoholo ʻia ka ikaika kūkulu wai ma ke koʻokoʻo yaw e ka projection o ka wikiwiki komo kū pololei i ke axis koʻokoʻo, \({u}_{n}={u}_{i}\mathrm {sin} \alpha \). I kekahi manawa ua kapa ʻia kēia ʻo ke kumumanaʻo o ke kūʻokoʻa. ʻO kekahi o nā pahuhopu o ka loiloi ma lalo nei, ʻo ia ke nānā inā pili kēia kumumanaʻo i kā mākou hihia, kahi i kaupalena ʻia ai ke kahe a me nā mea keakea i loko o nā kahawai pani.
E noʻonoʻo kākou i ke kaomi i ana ʻia ma ke alo o ka ʻili o ke koʻokoʻo waena, ʻo ia hoʻi θ = 0. Wahi a ka hoʻohālikelike a Bernoulli, ʻo ke kaomi ma kēia kūlana\({p}_{o}\) e hoʻokō ana i:
kahi \({u}_{o}\) ka wikiwiki o ka wai kokoke i ka paia o ke koʻokoʻo ma θ = 0, a ke manaʻo nei mākou he mau pohō liʻiliʻi hiki ʻole ke hoʻihoʻi ʻia. E hoʻomaopopo he kūʻokoʻa ke kaomi hoʻololi i ka huaʻōlelo ikehu kinetic. Inā hakahaka ʻo \({u}_{o}\) (ʻo ia hoʻi ke kūlana stagnant), pono e hoʻohui ʻia nā helu Euler. Eia nō naʻe, hiki ke ʻike ʻia ma ke Kiʻi 4 ma \(\theta =0\) ʻo ka hopena \({Eu}_{w}\) kokoke akā ʻaʻole like me kēia waiwai, ʻoi aku hoʻi no nā kihi dip nui. Hōʻike kēia ʻaʻole e nalowale ka wikiwiki ma ka ʻili o ke koʻokoʻo ma \(\theta =0\), hiki ke kāohi ʻia e ka deflection i luna o nā laina o kēia manawa i hana ʻia e ke koʻokoʻo tilt. ʻOiai ua kaupalena ʻia ke kahe i ka piko a me lalo o ka ʻāpana hoʻāʻo, pono e hana kēia deflection i kahi recirculation lua, e hoʻonui ana i ka wikiwiki axial ma lalo a e hoʻemi ana i ka wikiwiki ma luna. Ke manaʻo nei ʻo ka nui o ka deflection ma luna nei ʻo ia ka projection o ka wikiwiki komo ma ke koʻokoʻo (ʻo ia hoʻi \({u}_{i}\mathrm{cos}\alpha \)), ʻo ka hopena helu Euler e pili ana:
Hoʻohālikelike ka Kiʻi 5 i nā kaulike.(3) Hōʻike ia i ka ʻaelike maikaʻi me ka ʻikepili hoʻokolohua e pili ana. ʻO ka ʻokoʻa awelika he 25%, a ʻo ka pae hilinaʻi he 95%. E hoʻomaopopo i ka kaulike.(3) E like me ke kumumanaʻo o ke kūʻokoʻa. Pēlā nō, hōʻike ka Kiʻi 6 e pili ana ka helu Euler i ke kaomi ma ka ʻili hope o ke koʻokoʻo, \({p}_{180}\), a ma ka puka o ka ʻāpana hoʻāʻo, \({p}_{e}\), Ke hahai nei hoʻi i kahi ʻano e like me \({\mathrm{sin}}^{2}\alpha \). I nā hihia ʻelua, akā naʻe, pili ka coefficient i ke anawaena o ke koʻokoʻo, he mea kūpono ia no ka mea ʻo ka mea hope e hoʻoholo ai i ka wahi i pale ʻia. Ua like kēia hiʻohiʻona me ka hāʻule ʻana o ke kaomi o kahi pā orifice, kahi i hoʻemi hapa ʻia ai ke kahawai kahe ma nā wahi kikoʻī. Ma kēia ʻāpana hoʻāʻo, hoʻokani ʻia ke kuleana o ka orifice e ka hakahaka ma waena o nā koʻokoʻo. I kēia hihia, hāʻule nui ke kaomi ma ka throttling a hoʻihoʻi hapa i kona hoʻonui ʻana i hope. Ke noʻonoʻo nei i ka palena ma ke ʻano he blockage perpendicular i ke koʻokoʻo lāʻau, hiki ke kākau ʻia ka emi ʻana o ke kaomi ma waena o ke alo a me ke kua o ke koʻokoʻo e like me 18:
kahi ʻo \({c}_{d}\) kahi coefficient kauō e wehewehe ana i ka hoʻōla ʻana o ke kaomi hapa ma waena o θ = 90° a me θ = 180°, a ʻo \({A}_{m}\) a me \ ({A}_{f}\) ka ʻāpana keʻa manuahi liʻiliʻi loa no kēlā me kēia lōʻihi e kū pono ana i ke axis koʻokoʻo, a ʻo kona pilina me ke anawaena koʻokoʻo ʻo \({A}_{f}/{A}_{m}=\ ​​Left (g+d\right)/g\). ʻO nā helu Euler pili:
ʻO ka helu Euler o ka paia ma \(\theta =0\) ma ke ʻano he hana o ka dip. Pili kēia piʻo i ka hoohalike.(3). Hana ʻia me Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Hoʻololi ka helu ʻo Wall Euler, ma \(\theta =18{0}^{o}\) (hōʻailona piha) a puka (hōʻailona hakahaka) me ka dip. Pili kēia mau piʻo i ke kumumanaʻo o ke kūʻokoʻa, ʻo ia hoʻi \(Eu\propto {\mathrm{sin}}^{2}\alpha \). Hana ʻia me Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Hōʻike ka Kiʻi 7 i ka hilinaʻi o \({Eu}_{0-180}/{\mathrm{sin}}^{2}\alpha \) ma \(d/g\), e hōʻike ana i ke kūlike maikaʻi loa.(5). ʻO ke koina huki i loaʻa ʻo \({c}_{d}=1.28\pm 0.02\) me ka pae hilinaʻi o 67%. Pēlā nō, hōʻike pū ka pakuhi like i ka emi ʻana o ke kaomi holoʻokoʻa ma waena o ke komo ʻana a me ka puka o ka ʻāpana hoʻāʻo e hahai ana i kahi ʻano like, akā me nā koina like ʻole e noʻonoʻo ana i ka hoʻōla ʻana o ke kaomi ma ka hakahaka hope ma waena o ka pā a me ka puka o ke kahawai. ʻO ke koina huki pili ʻo \({c}_{d}=1.00\pm 0.05\) me ka pae hilinaʻi o 67%.
Pili ka coefficient kauō i ka \(d/g\) kaomi hāʻule mua a ma hope o ke koʻokoʻo\(\left({Eu}_{0-180}\right)\) a me ka huina kaomi hāʻule ma waena o ke komo ʻana o ke kahawai a me ka puka. ʻO ka ʻāpana hina ka 67% hilinaʻi no ka pilina. Hana ʻia me Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
ʻO ke kaomi haʻahaʻa loa \({p}_{90}\) ma ka ʻili o ke koʻokoʻo ma θ = 90° e pono ai ka lawelawe kūikawā. Wahi a ka hoʻohālikelike a Bernoulli, ma ke laina o ke au ma o ka hakahaka ma waena o nā kaola, pili ke kaomi ma ke kikowaena\({p}_{g}\) a me ka wikiwiki\({u}_{g}\) ma ka hakahaka ma waena o nā kaola (e kūlike ana me ke kikowaena o ke kahawai) i nā mea aʻe:
Hiki ke pili ke kaomi \({p}_{g}\) i ke kaomi o ka ʻili o ke koʻokoʻo ma θ = 90° ma ka hoʻohui ʻana i ka hoʻokaʻawale ʻana o ke kaomi ma luna o ka hakahaka e hoʻokaʻawale ana i ke koʻokoʻo waena ma waena o ke kiko waena a me ka paia (e nānā i ke Kiʻi 8). Hāʻawi ke kaulike o ka mana i 19:
kahi ʻo \(y\) ka hoʻonohonoho maʻamau i ka ʻili o ke koʻokoʻo mai ke kikowaena o ka hakahaka ma waena o nā koʻokoʻo waena, a ʻo \(K\) ka curvature o ka laina o kēia manawa ma ke kūlana \(y\). No ka loiloi loiloi o ke kaomi ma luna o ka ʻili o ke koʻokoʻo, ke manaʻo nei mākou he like ʻo \({u}_{g}\) a he linear ʻo \(K\left(y\right)\). Ua hōʻoia ʻia kēia mau kuhi e nā helu helu. Ma ka paia o ke koʻokoʻo, ua hoʻoholo ʻia ka curvature e ka ʻāpana ellipse o ke koʻokoʻo ma ke kihi \(\alpha \), ʻo ia hoʻi \(K\left(g/2\right)=\left(2/d\right){\ mathrm{sin} }^{2}\alpha \) (e nānā i ke Kiʻi 8). A laila, e pili ana i ka curvature o ka streamline e nalowale ana ma \(y=0\) ma muli o ka symmetry, ua hāʻawi ʻia ka curvature ma ka hoʻonohonoho honua \(y\) e:
ʻIke ʻāpana ʻāpana hiʻona, mua (hema) a ma luna (lalo). Hana ʻia me Microsoft Word 2019,
Ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe, ma o ka mālama ʻana i ka nuipa, pili ka wikiwiki awelika ma kahi mokulele e kū pono ana i ke kahe ma kahi ana \(\langle {u}_{g}\rangle \) i ka wikiwiki komo:
kahi ʻo \({A}_{i}\) ka ʻāpana kahe ʻāpana ma ke komo ʻana o ke kahawai a ʻo \({A}_{g}\) ka ʻāpana kahe ʻāpana ma kahi ana (e nānā i ke Kiʻi 8) ma o:
E hoʻomaopopo ʻaʻole like ʻo \({u}_{g}\) me \(\langle {u}_{g}\rangle \).ʻOiaʻiʻo, hōʻike ʻo Kiʻi 9 i ka lakio wikiwiki \({u}_{g}/\langle {u}_{g}\rangle \), i helu ʻia e ka hoohalike.(10)–(14), i hoʻolālā ʻia e like me ka lakio \(d/g\).ʻOiai kekahi ʻano discreteness, hiki ke ʻike ʻia kahi ʻano, kahi i hoʻokokoke ʻia e kahi polynomial lua-kauoha:
ʻO ka lakio o ka wikiwiki loa\({u}_{g}\) a me ka awelika\(\langle {u}_{g}\rangle \) o ka ʻāpana kea o ke kikowaena kahawai\(.\) Pili nā piʻo paʻa a me nā piʻo dashed i nā kaulike.(5) a me ka laulā loli o nā coefficients pili\(\pm 25\%\). Hana ʻia me Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Hoʻohālikelike ka Kiʻi 10 iā \({Eu}_{90}\) me nā hopena hoʻokolohua o ka hoʻohālikelike.(16). ʻO ka awelika o ka ʻokoʻa pili he 25%, a ʻo ka pae hilinaʻi he 95%.
ʻO ka helu Wall Euler ma \(\theta ={90}^{o}\). Pili kēia piʻo i ka hoohalike.(16). Hana ʻia me Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Hiki ke helu ʻia ka ikaika upena \({f}_{n}\) e hana ana ma ke koʻokoʻo waena e kū pono ana i kona axis ma ka hoʻohui ʻana i ke kaomi ma luna o ka ʻili o ke koʻokoʻo penei:
kahi ʻo ke koʻikoʻi mua ka lōʻihi o ke koʻokoʻo i loko o ke kahawai, a ua hana ʻia ka hoʻohui ʻana ma waena o 0 a me 2π.
Pono ke kaha kiʻi o \({f}_{n}\) ma ke kuhikuhi o ke kahe ʻana o ka wai e kūlike me ke kaomi ma waena o ke komo ʻana a me ka puka ʻana o ke kahawai, ke ʻole ka friction e kūlike me ke koʻokoʻo a emi iho ma muli o ka hoʻomohala piha ʻole ʻana o ka ʻāpana ma hope. ʻAʻole kaulike ke kahe o ka momentum. No laila,
Hōʻike ka Kiʻi 11 i kahi pakuhi o nā kaulike. (20) i hōʻike i ka ʻaelike maikaʻi no nā kūlana hoʻokolohua āpau. Eia nō naʻe, aia kahi ʻokoʻa iki he 8% ma ka ʻākau, hiki ke hoʻopili ʻia a hoʻohana ʻia ma ke ʻano he kuhi o ka momentum imbalance ma waena o ke kahawai komo a me ka puka.
Ke kaulike mana o ke kahawai. Pili ka laina i ka hoohalike.(20). ʻO ke koina pilina Pearson he 0.97. Hana ʻia me Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Ma ka hoʻololi ʻana i ke kihi o ke koʻokoʻo, ua ana ʻia ke kaomi ma ka paia o ka ʻili o ke koʻokoʻo a me ka hāʻule ʻana o ke kaomi ma ke kahawai me nā laina transverse o nā koʻokoʻo cylindrical ʻehā inclined. Ua hoʻāʻo ʻia ʻekolu mau ʻākoakoa koʻokoʻo diameter like ʻole. Ma ka pae helu Reynolds i hoʻāʻo ʻia, ma waena o 2500 a me 6500, kūʻokoʻa ka helu Euler mai ka nui o ke kahe. Hahai ke kaomi ma ka ʻili o ke koʻokoʻo waena i ke ʻano maʻamau i ʻike ʻia i loko o nā cylinders, ʻo ia ka nui loa ma ke alo a me ka liʻiliʻi loa ma ka ʻaoʻao ʻaoʻao ma waena o nā koʻokoʻo, e hoʻihoʻi ana ma ka ʻaoʻao hope ma muli o ka hoʻokaʻawale ʻana o ka papa palena.
Ua kālailai ʻia nā ʻikepili hoʻokolohua me ka hoʻohana ʻana i nā noʻonoʻo mālama momentum a me nā loiloi semi-empirical e ʻike i nā helu dimensionless invariant e pili ana i nā helu Euler i nā ana hiʻohiʻona o nā kahawai a me nā koʻokoʻo. Hōʻike piha ʻia nā hiʻohiʻona geometric āpau o ka poloka e ka lakio ma waena o ke anawaena koʻokoʻo a me ka hakahaka ma waena o nā koʻokoʻo (ʻaoʻao) a me ke kiʻekiʻe o ke kahawai (kū).
Ua ʻike ʻia ke kumumanaʻo kūʻokoʻa e paʻa no ka hapa nui o nā helu Euler e hōʻike ana i ke kaomi ma nā wahi like ʻole, ʻo ia hoʻi inā ʻaʻohe ana o ke kaomi me ka hoʻohana ʻana i ka projection o ka wikiwiki komo maʻamau i ke koʻokoʻo, kūʻokoʻa ka set i ke kihi dip. Eia kekahi, pili ka hiʻohiʻona i ka nuipa a me ka momentum o ke kahe. Kūlike nā kaulike mālama a kākoʻo i ke kumumanaʻo empirical ma luna. ʻO ke kaomi ʻili o ke koʻokoʻo wale nō ma ka hakahaka ma waena o nā koʻokoʻo e ʻokoʻa iki mai kēia kumumanaʻo. Hoʻokumu ʻia nā pilina semi-empirical dimensionalless hiki ke hoʻohana ʻia e hoʻolālā i nā mea hydraulic like. Kūlike kēia ʻano kuʻuna me nā noi like i hōʻike ʻia nei o ka hoʻohālikelike Bernoulli i ka hydraulics a me ka hemodynamics20,21,22,23,24.
Loaʻa kahi hopena hoihoi loa mai ka nānā ʻana i ka hāʻule ʻana o ke kaomi ma waena o ke komo ʻana a me ka puka ʻana o ka ʻāpana hoʻāʻo. I loko o ka maopopo ʻole o ka hoʻokolohua, ua like ka coefficient huki hopena me ka hoʻokahi, e hōʻike ana i ke ola ʻana o nā palena invariant penei:
E hoʻomaopopo i ka nui \(\left(d/g+2\right)d/g\) ma ka denominator o ka hoohalike.(23) ka nui i loko o nā pale ma ka hoohalike.(4), inā ʻaʻole hiki ke helu ʻia me ka ʻāpana keʻa liʻiliʻi a me ke kūʻokoʻa e kū pono ana i ke koʻokoʻo, \({A}_{m}\) a me \({A}_{f}\). Hōʻike kēia ua manaʻo ʻia nā helu Reynolds e noho i loko o ka pae o ke aʻo ʻana o kēia manawa (40,000-67,000 no nā kahawai a me 2500-6500 no nā koʻokoʻo). He mea nui e hoʻomaopopo inā he ʻokoʻa ka mahana i loko o ke kahawai, hiki ke hoʻopilikia i ka nui o ka wai. I kēia hihia, hiki ke kuhi ʻia ka loli pili i ka helu Euler ma ka hoʻonui ʻana i ka coefficient hoʻonui thermal e ka ʻokoʻa mahana kiʻekiʻe loa i manaʻo ʻia.
ʻO Ruck, S., Köhler, S., Schlindwein, G., a me Arbeiter, F. Ka hoʻoili wela a me nā ana hāʻule kaomi i loko o kahi kahawai i hoʻopōʻino ʻia e nā iwi ʻaoʻao ʻokoʻa ma ka paia.expert.Heat Transfer 31, 334–354 (2017).
Wu, L., Arenas, L., Graves, J., a me Walsh, F. Ka wehewehe ʻana o ke kahe o ke kelepona: ka nānā ʻana i ke kahe ʻana, ka hāʻule ʻana o ke kaomi, a me ka lawe ʻana o ka nuipa i nā electrodes ʻelua-dimensional i nā kahawai rectangular.J. Electrochemistry.Socialist Party.167, 043505 (2020).
Liu, S., Dou, X., Zeng, Q. & Liu, J. Nā palena koʻikoʻi o ka hopena Jamin i loko o nā capillaries me nā ʻāpana keʻa i hoʻopaʻa ʻia.J. Gasoline.science.Britain.196, 107635 (2021).