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Cov kev sim tau ua nyob rau hauv ib lub channel rectangular uas raug thaiv los ntawm cov kab transverse ntawm plaub lub cylindrical rods. Lub siab ntawm qhov chaw nruab nrab ntawm lub pas nrig thiab lub siab poob hla lub channel tau ntsuas los ntawm kev hloov lub kaum sab xis ntawm lub pas nrig. Peb lub rod sib dhos sib txawv tau sim. Cov txiaj ntsig ntawm kev ntsuas tau soj ntsuam siv lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev txuag lub zog thiab kev txiav txim siab semi-empirical. Ntau cov txheej txheem tsis hloov pauv ntawm cov txheej txheem dimensionless tau tsim uas cuam tshuam lub siab ntawm qhov chaw tseem ceeb ntawm lub kaw lus rau qhov ntev ntawm tus pas nrig. Lub hauv paus ntsiab lus ywj pheej pom tias tuav rau feem ntau Euler tus lej piav qhia txog lub siab ntawm qhov chaw sib txawv, piv txwv li yog tias lub siab tsis muaj dimensional siv qhov projection ntawm qhov ceev nkag mus rau lub pas nrig, cov txheej txheem yog ywj pheej ntawm lub kaum sab xis dip. Qhov tshwm sim semi-empirical correlation tuaj yeem siv rau Tsim cov hydraulics zoo sib xws.
Ntau yam khoom siv hloov cua sov thiab pawg loj muaj cov modules, channels lossis cells uas cov kua dej hla mus rau hauv cov qauv sab hauv uas nyuaj dua lossis nyuaj dua xws li rods, buffers, inserts, thiab lwm yam. Tsis ntev los no, muaj kev txaus siab dua tshiab hauv kev nkag siab zoo dua ntawm cov txheej txheem txuas kev faib tawm siab sab hauv thiab cov zog ntawm cov sab hauv nyuaj rau qhov poob siab tag nrho ntawm lub module. Ntawm lwm yam, qhov kev txaus siab no tau txhawb nqa los ntawm kev tsim kho tshiab hauv kev tshawb fawb txog cov ntaub ntawv, kev nthuav dav ntawm kev suav lej rau kev ua lej, thiab kev ua kom me me ntawm cov khoom siv. Cov kev tshawb fawb tsis ntev los no ntawm kev faib tawm siab sab hauv thiab kev poob suav nrog cov channels roughened los ntawm ntau yam ribs zoo li 1, electrochemical reactor cells 2, capillary constriction 3 thiab lattice frame materials 4.
Cov qauv sab hauv feem ntau yog cov pas nrig cylindrical los ntawm cov modules unit, txawm tias bundled lossis cais tawm. Hauv cov khoom hloov pauv cua sov, qhov kev teeb tsa no yog ib txwm muaj ntawm sab plhaub. Qhov poob siab ntawm sab plhaub yog cuam tshuam nrog kev tsim cov khoom hloov pauv cua sov xws li cov tshuab ua pa, condensers thiab evaporators. Hauv kev tshawb fawb tsis ntev los no, Wang et al. 5 pom kev rov txuas thiab kev sib cais ntawm cov xwm txheej ntws hauv kev teeb tsa tandem ntawm cov pas nrig. Liu et al.6 ntsuas qhov poob siab hauv cov channel rectangular nrog cov raj ob chav U-puab ua ke nrog cov kaum sab xis sib txawv thiab calibrated tus qauv lej simulating pas nrig nrog cov xov xwm porous.
Raws li xav tau, muaj ntau yam kev teeb tsa uas cuam tshuam rau kev ua haujlwm hydraulic ntawm lub thoob dej: hom kev npaj (piv txwv li, staggered lossis in-line), qhov ntev sib piv (piv txwv li, pitch, diameter, ntev), thiab lub kaum sab xis, ntawm lwm yam. Ntau tus kws sau ntawv tau tsom mus rau kev nrhiav cov qauv tsis muaj qhov ntev los coj cov qauv tsim los ntes cov teebmeem ua ke ntawm cov qauv geometric. Hauv kev tshawb fawb tsis ntev los no, Kim et al. 7 tau tawm tswv yim txog tus qauv porosity zoo siv qhov ntev ntawm lub cell ua tus tswj parameter, siv tandem thiab staggered arrays thiab Reynolds tus lej ntawm 103 thiab 104. Snarski8 tau kawm txog yuav ua li cas lub zog spectrum, los ntawm accelerometers thiab hydrophones txuas rau lub tog raj kheej hauv lub qhov dej, sib txawv nrog qhov inclination ntawm qhov kev taw qhia ntws. Marino et al. 9 tau kawm txog kev faib phab ntsa siab nyob ib puag ncig ib tug pas nrig cylindrical hauv yaw airflow. Mityakov et al. 10 tau kos duab lub teb ceev tom qab lub tog raj kheej yawed siv stereo PIV. Alam et al. 11 tau ua ib txoj kev tshawb fawb txog cov thooj voos kheej kheej tandem, tsom mus rau cov teebmeem ntawm Reynolds tus lej thiab geometric ratio ntawm vortex shedding. Lawv tau txheeb xyuas tsib lub xeev, uas yog xauv, intermittent locking, tsis xauv, subharmonic locking thiab shear layer reattachment states. Cov kev tshawb fawb tsis ntev los no tau taw qhia txog kev tsim cov qauv vortex hauv kev ntws los ntawm cov thooj voos kheej kheej yaw txwv.
Feem ntau, qhov kev ua haujlwm hydraulic ntawm ib lub cell unit yuav tsum nyob ntawm qhov kev teeb tsa thiab geometry ntawm cov qauv sab hauv, feem ntau ntsuas los ntawm kev sib raug zoo ntawm cov kev ntsuas kev sim tshwj xeeb. Hauv ntau lub cuab yeej tsim los ntawm cov khoom siv periodic, cov qauv ntws rov ua dua hauv txhua lub cell, thiab yog li, cov ntaub ntawv cuam tshuam nrog cov cell sawv cev tuaj yeem siv los qhia txog tus cwj pwm hydraulic tag nrho ntawm cov qauv los ntawm ntau cov qauv. Hauv cov xwm txheej symmetric no, qib ntawm qhov tshwj xeeb uas cov ntsiab cai txuag dav dav siv feem ntau tuaj yeem txo qis. Ib qho piv txwv ib txwm yog qhov sib npaug ntawm cov pa tawm rau lub phaj orifice 15. Hauv cov xwm txheej tshwj xeeb ntawm cov pas nrig inclined, txawm tias nyob rau hauv kev ntws kaw lossis qhib, ib qho kev ntsuas nthuav feem ntau hais hauv cov ntaub ntawv thiab siv los ntawm cov neeg tsim qauv yog qhov tseem ceeb hydraulic magnitude (piv txwv li, siab poob, lub zog, vortex shedding zaus, thiab lwm yam) ) los tiv tauj.) rau cov khoom ntws perpendicular rau lub tog raj kheej axis. Qhov no feem ntau hu ua lub hauv paus ntsiab lus ywj pheej thiab xav tias cov dynamics ntws yog tsav los ntawm cov khoom ntws ib txwm thiab tias cov nyhuv ntawm cov khoom axial sib phim nrog lub tog raj kheej axis yog negligible. Txawm hais tias tsis muaj kev pom zoo hauv cov ntaub ntawv ntawm qhov tseeb ntawm cov qauv no, hauv ntau cov rooj plaub nws muab cov kev kwv yees muaj txiaj ntsig hauv qhov kev tsis paub tseeb ntawm kev sim uas ib txwm muaj ntawm kev sib raug zoo. Cov kev tshawb fawb tsis ntev los no txog qhov tseeb ntawm lub hauv paus ntsiab lus ywj pheej suav nrog vortex-induced vibration16 thiab ib-theem thiab ob-theem nruab nrab drag417.
Hauv kev ua haujlwm tam sim no, cov txiaj ntsig ntawm kev tshawb fawb txog kev siab sab hauv thiab kev poob siab hauv ib txoj kab uas muaj plaub txoj kab uas nkhaus. Ntsuas peb lub pas nrig sib dhos nrog ntau txoj kab uas hla, hloov lub kaum sab xis. Lub hom phiaj tag nrho yog los tshawb nrhiav txoj hauv kev uas kev faib siab ntawm qhov chaw ntawm tus pas nrig muaj feem cuam tshuam nrog kev poob siab tag nrho hauv txoj kab. Cov ntaub ntawv sim raug tshuaj xyuas siv Bernoulli tus qauv thiab lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev txuag lub zog los ntsuas qhov tseeb ntawm lub hauv paus ntsiab lus ywj pheej. Thaum kawg, kev sib raug zoo semi-empirical tsis muaj qhov ntev tau tsim uas tuaj yeem siv los tsim cov khoom siv hydraulic zoo sib xws.
Qhov kev teeb tsa sim muaj ib ntu kev sim plaub fab uas tau txais cua ntws los ntawm lub kiv cua axial. Ntu kev sim muaj ib chav uas muaj ob lub pas nrig nruab nrab sib luag thiab ob lub pas nrig ib nrab uas tau muab tso rau hauv phab ntsa channel, raws li pom hauv daim duab 1e, txhua tus muaj tib lub cheeb. Cov duab 1a-e qhia txog cov duab geometry thiab qhov ntev ntawm txhua qhov ntawm qhov kev teeb tsa sim. Daim duab 3 qhia txog kev teeb tsa txheej txheem.
a seem Inlet (ntev hauv mm). Tsim b siv Openscad 2021.01, openscad.org.Seem xeem tseem ceeb (ntev hauv mm). Tsim nrog Openscad 2021.01, openscad.org c Saib hla ntu ntawm seem xeem tseem ceeb (ntev hauv mm). Tsim siv Openscad 2021.01, openscad.org d seem xa tawm (ntev hauv mm). Tsim nrog Openscad 2021.01, saib tawg ntawm seem xeem ntawm openscad.org e. Tsim nrog Openscad 2021.01, openscad.org.
Peb pawg ntawm cov pas nrig ntawm ntau txoj kab uas hla tau raug sim. Rooj 1 teev cov yam ntxwv geometric ntawm txhua rooj plaub. Cov pas nrig tau teeb tsa rau ntawm lub protractor kom lawv lub kaum sab xis piv rau qhov kev taw qhia ntws tuaj yeem sib txawv ntawm 90 ° thiab 30 ° (Daim Duab 1b thiab 3). Txhua tus pas nrig yog ua los ntawm cov hlau tsis xeb thiab lawv nyob hauv nruab nrab kom tswj tau tib qhov sib txawv ntawm lawv. Qhov chaw sib piv ntawm cov pas nrig yog kho los ntawm ob lub spacers nyob sab nraum qhov chaw sim.
Qhov dej ntws ntawm qhov chaw sim tau ntsuas los ntawm lub venturi uas tau ntsuas, raws li pom hauv Daim Duab 2, thiab saib xyuas siv DP Cell Honeywell SCX. Qhov kub ntawm cov kua dej ntawm qhov tawm ntawm qhov chaw sim tau ntsuas nrog lub ntsuas kub PT100 thiab tswj tau ntawm 45 ± 1 ° C. Txhawm rau kom ntseeg tau tias muaj kev faib tawm ntawm qhov ceev thiab txo qhov kev ntxhov siab ntawm qhov nkag ntawm cov channel, cov dej ntws los ntawm peb lub ntxaij hlau. Qhov deb ntawm kwv yees li 4 txoj kab uas hla hydraulic tau siv ntawm qhov screen kawg thiab pas nrig, thiab qhov ntev ntawm qhov tawm yog 11 txoj kab uas hla hydraulic.
Daim duab kos ntawm lub raj Venturi siv los ntsuas qhov ceev ntawm cov dej ntws nkag (ntev hauv millimeters). Tsim nrog Openscad 2021.01, openscad.org.
Saib xyuas qhov siab ntawm ib qho ntawm lub ntsej muag ntawm lub pas nrig nruab nrab los ntawm kev siv lub kais siab 0.5 hli ntawm nruab nrab ntawm qhov chaw sim. Lub taub hau ntawm lub kais sib raug rau 5 ° angular span; yog li ntawd qhov tseeb ntawm lub kaum sab xis yog kwv yees li 2 °. Lub pas nrig saib xyuas tuaj yeem tig ib ncig ntawm nws lub axis, raws li pom hauv Daim Duab 3. Qhov sib txawv ntawm qhov siab ntawm lub pas nrig thiab qhov siab ntawm qhov nkag mus rau qhov chaw sim yog ntsuas nrog qhov sib txawv DP Cell Honeywell SCX series. Qhov sib txawv ntawm qhov siab no yog ntsuas rau txhua qhov kev npaj bar, qhov ceev ntws sib txawv, lub kaum sab xis \(\alpha \) thiab lub kaum sab xis azimuth \(\theta \).
Cov chaw teeb tsa ntws. Cov phab ntsa channel tau qhia ua xim grey. Cov dej ntws los ntawm sab laug mus rau sab xis thiab raug thaiv los ntawm tus pas nrig. Nco ntsoov tias qhov pom "A" yog perpendicular rau tus pas nrig axis. Cov pas nrig sab nraud yog semi-embedded hauv cov phab ntsa channel sab nraud. Ib tug protractor yog siv los ntsuas lub kaum sab xis ntawm inclination \ (\ alpha \). Tsim nrog Openscad 2021.01, openscad.org.
Lub hom phiaj ntawm qhov kev sim yog los ntsuas thiab txhais qhov siab poob ntawm cov channel inlets thiab qhov siab ntawm qhov chaw ntawm lub hauv paus pas nrig, \(\theta\) thiab \(\alpha\) rau ntau yam azimuths thiab dips. Txhawm rau sau cov txiaj ntsig, qhov sib txawv ntawm qhov siab yuav raug qhia ua daim ntawv tsis muaj qhov ntev li Euler tus lej:
qhov twg \(\rho \) yog qhov ceev ntawm cov kua, \({u}_{i}\) yog qhov nruab nrab ntawm qhov nkag, \({p}_{i}\) yog qhov siab ntawm qhov nkag, thiab \({p }_{ w}\) yog qhov siab ntawm qhov chaw muab rau ntawm phab ntsa pas nrig. Qhov ceev ntawm qhov nkag yog kho rau hauv peb qhov sib txawv txiav txim siab los ntawm qhov qhib ntawm lub qhov nkag. Qhov ceev ntawm qhov tshwm sim yog txij li 6 txog 10 m/s, sib raug rau tus lej Reynolds channel, \(Re\equiv {u}_{i}H/\nu \) (qhov twg \(H\) yog qhov siab ntawm qhov channel, thiab \(\nu \) yog qhov viscosity kinematic) ntawm 40,000 thiab 67,000. Tus lej Reynolds pas nrig (\(Re\equiv {u}_{i}d/\nu \)) yog txij li 2500 txog 6500. Qhov hnyav ntawm turbulence kwv yees los ntawm qhov sib txawv ntawm cov cim sau tseg hauv venturi yog 5% ntawm nruab nrab.
Daim Duab 4 qhia txog kev sib raug zoo ntawm \({Eu}_{w}\) nrog lub kaum sab xis \(\theta \), uas tau teeb tsa los ntawm peb lub kaum sab xis, \(\alpha \) = 30°, 50° thiab 70°. Cov kev ntsuas tau faib ua peb daim duab raws li txoj kab uas hla ntawm tus pas nrig. Nws tuaj yeem pom tias nyob rau hauv qhov tsis paub meej ntawm kev sim, cov lej Euler tau txais yog ywj pheej ntawm qhov nrawm ntws. Qhov kev vam khom dav dav ntawm θ ua raws li qhov sib txawv ntawm lub zog ntawm phab ntsa nyob ib puag ncig ntawm qhov teeb meem voj voog. Ntawm cov ces kaum ntws, piv txwv li, θ ntawm 0 txog 90°, lub zog ntawm phab ntsa pas nrig txo qis, mus txog qhov tsawg kawg nkaus ntawm 90°, uas sib raug rau qhov sib txawv ntawm cov pas nrig qhov twg qhov ceev tshaj plaws vim yog qhov txwv ntawm thaj chaw ntws. Tom qab ntawd, muaj kev rov qab siab ntawm θ ntawm 90° txog 100°, tom qab ntawd lub zog tseem zoo ib yam vim yog kev sib cais ntawm txheej ciam teb tom qab ntawm phab ntsa pas nrig. Nco ntsoov tias tsis muaj kev hloov pauv hauv lub kaum sab xis ntawm lub zog tsawg kawg nkaus, uas qhia tias qhov cuam tshuam los ntawm kev sib tsoo sib ze cov txheej, xws li Coanda cov teebmeem, yog theem nrab.
Kev hloov pauv ntawm tus lej Euler ntawm phab ntsa ncig lub pas nrig rau ntau lub kaum sab xis thiab txoj kab uas hla ntawm lub pas nrig. Tsim nrog Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Hauv qab no, peb tshuaj xyuas cov txiaj ntsig raws li kev xav tias cov lej Euler tsuas yog kwv yees tau los ntawm cov qauv geometric, piv txwv li qhov sib piv ntawm qhov ntev ntawm cov yam ntxwv \(d/g\) thiab \(d/H\) (qhov twg \(H\) yog qhov siab ntawm cov channel) thiab qhov nkhaus \(\alpha \). Ib txoj cai siv tau zoo hais tias lub zog ntawm cov kua dej ntawm lub yaw rod yog txiav txim siab los ntawm kev kwv yees ntawm qhov ceev ntawm lub inlet perpendicular rau lub axis ntawm cov pas nrig, \({u}_{n}={u}_{i}\mathrm {sin} \alpha \). Qhov no qee zaum hu ua lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ywj pheej. Ib qho ntawm cov hom phiaj ntawm kev tshuaj xyuas hauv qab no yog los tshuaj xyuas seb lub hauv paus ntsiab lus no puas siv tau rau peb qhov xwm txheej, qhov twg cov dej ntws thiab cov kev thaiv tau txwv tsis pub nyob hauv cov channel kaw.
Cia peb xav txog qhov siab ntsuas ntawm pem hauv ntej ntawm qhov chaw nruab nrab ntawm tus pas nrig, piv txwv li θ = 0. Raws li Bernoulli tus qauv, qhov siab ntawm qhov chaw no \ ({p} _{o} \) txaus siab:
qhov twg \({u}_{o}\) yog qhov ceev ntawm cov kua dej ze ntawm phab ntsa pas nrig ntawm θ = 0, thiab peb xav tias qhov poob me me uas tsis rov qab tau. Nco ntsoov tias qhov siab dynamic yog ywj pheej hauv lub zog kinetic. Yog tias \({u}_{o}\) khoob (piv txwv li qhov xwm txheej tsis ruaj khov), cov lej Euler yuav tsum tau sib koom ua ke. Txawm li cas los xij, nws tuaj yeem pom hauv Daim Duab 4 tias ntawm \(\theta = 0\) qhov tshwm sim \({Eu}_{w}\) ze rau tab sis tsis sib npaug rau tus nqi no, tshwj xeeb tshaj yog rau cov kaum sab xis loj dua. Qhov no qhia tau hais tias qhov ceev ntawm qhov chaw pas nrig tsis ploj ntawm \(\theta = 0\), uas yuav raug txwv los ntawm kev hloov pauv ntawm cov kab tam sim no uas tsim los ntawm kev qaij pas nrig. Txij li thaum cov dej ntws tsuas yog nyob rau sab saum toj thiab hauv qab ntawm ntu xeem, qhov kev hloov pauv no yuav tsum tsim kom muaj kev rov ua dua zaum ob, ua rau qhov ceev axial nce ntxiv ntawm qab thiab txo qhov ceev ntawm sab saum toj. Xav tias qhov loj ntawm qhov kev hloov pauv saum toj no yog qhov kev kwv yees ntawm qhov ceev nkag ntawm qhov ncej (piv txwv li \({u}_{i}\mathrm{cos}\alpha \)), qhov tshwm sim ntawm tus lej Euler sib xws yog:
Daim Duab 5 piv cov qauv sib npaug.(3) Nws qhia tau tias pom zoo zoo nrog cov ntaub ntawv sim sib xws. Qhov nruab nrab ntawm qhov sib txawv yog 25%, thiab qib kev ntseeg siab yog 95%. Nco ntsoov tias qhov qauv sib npaug.(3) Ua raws li lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ywj pheej. Ib yam li ntawd, Daim Duab 6 qhia tau tias tus lej Euler sib raug rau lub siab ntawm qhov chaw tom qab ntawm tus pas nrig, \({p}_{180}\), thiab ntawm qhov tawm ntawm qhov kev xeem, \({p}_{e}\), Kuj ua raws li qhov sib piv rau \({\mathrm{sin}}^{2}\alpha \). Txawm li cas los xij, hauv ob qho tib si, tus coefficient nyob ntawm lub taub hau pas nrig, uas yog qhov tsim nyog vim tias qhov kawg txiav txim siab thaj chaw hindered. Qhov no feature zoo ib yam li lub siab poob ntawm lub phaj orifice, qhov twg cov dej ntws channel raug txo qee qhov ntawm cov chaw tshwj xeeb. Hauv qhov kev xeem no, lub luag haujlwm ntawm lub orifice yog ua si los ntawm qhov sib txawv ntawm cov pas nrig. Hauv qhov no, lub siab poob ntau ntawm qhov throttling thiab ib nrab rov qab thaum nws nthuav dav rov qab. Xav txog qhov kev txwv raws li kev thaiv perpendicular rau lub axis pas nrig, lub siab poob nruab nrab ntawm pem hauv ntej thiab nram qab ntawm tus pas nrig tuaj yeem sau ua 18:
qhov twg \({c}_{d}\) yog tus coefficient rub uas piav qhia txog qhov rov qab los ntawm lub siab ib nrab ntawm θ = 90° thiab θ = 180°, thiab \({A}_{m}\) thiab \ ({A}_{f}\) yog qhov seem tsawg kawg nkaus rau ib chav ntev uas perpendicular rau lub axis ntawm tus pas nrig, thiab nws txoj kev sib raug zoo rau lub cheeb ntawm tus pas nrig yog \({A}_{f}/{A}_{m}=\ ​​Sab laug (g+d\right)/g\). Cov lej Euler sib xws yog:
Tus lej Euler ntawm phab ntsa ntawm \(\theta = 0\) ua ib qho kev ua haujlwm ntawm dip. Cov kab nkhaus no sib raug rau qhov sib npaug.(3). Tsim nrog Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Tus lej Euler ntawm phab ntsa hloov pauv, hauv \(\theta =18{0}^{o}\) (lub cim tag nrho) thiab tawm (lub cim khoob) nrog dip. Cov kab no sib raug rau lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ywj pheej, piv txwv li \(Eu\propto {\mathrm{sin}}^{2}\alpha \). Tsim nrog Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Daim Duab 7 qhia txog kev vam khom ntawm \({Eu}_{0-180}/{\mathrm{sin}}^{2}\alpha \) rau \(d/g\), qhia txog qhov sib xws zoo heev.(5). Tus coefficient rub tau yog \({c}_{d}=1.28\pm 0.02\) nrog qib kev ntseeg siab ntawm 67%. Ib yam li ntawd, tib daim duab kuj qhia tias tag nrho qhov siab poob ntawm qhov nkag thiab qhov tawm ntawm ntu xeem ua raws li qhov sib xws, tab sis nrog cov coefficients sib txawv uas coj mus rau hauv tus account qhov rov qab siab hauv qhov chaw rov qab ntawm lub bar thiab qhov tawm ntawm cov channel. Tus coefficient rub sib xws yog \({c}_{d}=1.00\pm 0.05\) nrog qib kev ntseeg siab ntawm 67%.
Tus coefficient rub yog cuam tshuam nrog qhov poob siab ntawm \(d/g\) pem hauv ntej thiab tom qab ntawm tus pas nrig \(\left({Eu}_{0-180}\right)\) thiab tag nrho qhov poob siab ntawm qhov nkag thiab qhov tawm ntawm cov channel. Thaj chaw grey yog 67% kev ntseeg siab rau qhov sib raug zoo. Tsim nrog Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Qhov siab tsawg kawg nkaus \({p}_{90}\) ntawm qhov chaw ntawm tus pas nrig ntawm θ = 90° xav tau kev tswj hwm tshwj xeeb. Raws li Bernoulli tus qauv, raws txoj kab tam sim no los ntawm qhov sib txawv ntawm cov pas nrig, qhov siab hauv nruab nrab \({p}_{g}\) thiab qhov ceev \({u}_{g}\) hauv qhov sib txawv ntawm cov pas nrig (sib xws nrog qhov nruab nrab ntawm cov channel) muaj feem cuam tshuam nrog cov hauv qab no:
Lub siab \({p}_{g}\) tuaj yeem cuam tshuam nrog lub siab ntawm tus pas nrig ntawm θ = 90° los ntawm kev koom ua ke qhov kev faib siab hla qhov sib cais ntawm tus pas nrig nruab nrab ntawm qhov nruab nrab thiab phab ntsa (saib Daim Duab 8). Qhov sib npaug ntawm lub zog muab 19:
qhov twg \(y\) yog qhov sib koom ua ke rau qhov chaw ntawm tus pas nrig los ntawm qhov chaw nruab nrab ntawm qhov sib txawv ntawm cov pas nrig nruab nrab, thiab \(K\) yog qhov nkhaus ntawm txoj kab tam sim no ntawm qhov chaw \(y\). Rau kev ntsuam xyuas kev ntsuas ntawm qhov siab ntawm qhov chaw ntawm tus pas nrig, peb xav tias \({u}_{g}\) yog sib npaug thiab \(K\left(y\right)\) yog linear. Cov kev xav no tau raug txheeb xyuas los ntawm kev suav lej. Ntawm phab ntsa ntawm tus pas nrig, qhov nkhaus yog txiav txim siab los ntawm ntu ellipse ntawm tus pas nrig ntawm lub kaum sab xis \(\alpha \), piv txwv li \(K\left(g/2\right)=\left(2/d\right){\ mathrm{sin} ^{2}\alpha \) (saib Daim Duab 8). Tom qab ntawd, hais txog qhov nkhaus ntawm txoj kab uas ploj ntawm \(y=0\) vim yog qhov sib npaug, qhov nkhaus ntawm qhov sib koom ua ke thoob ntiaj teb \(y\) yog muab los ntawm:
Saib ntu ntu ntawm cov yam ntxwv, pem hauv ntej (sab laug) thiab saum toj (hauv qab). Tsim los ntawm Microsoft Word 2019,
Ntawm qhov tod tes, los ntawm kev txuag qhov hnyav, qhov nruab nrab ntawm qhov ceev hauv lub dav hlau perpendicular rau qhov ntws ntawm qhov chaw ntsuas \(\langle {u}_{g}\rangle \) muaj feem cuam tshuam nrog qhov ceev nkag:
qhov twg \({A}_{i}\) yog thaj chaw ntws hla ntawm qhov nkag ntawm cov kav dej thiab \({A}_{g}\) yog thaj chaw ntws hla ntawm qhov chaw ntsuas (saib daim duab 8) raws li:
Nco ntsoov tias \({u}_{g}\) tsis sib npaug rau \(\langle {u}_{g}\rangle \). Qhov tseeb, Daim Duab 9 qhia txog qhov sib piv ntawm qhov ceev \({u}_{g}/\langle {u}_{g}\rangle \), xam los ntawm kab zauv.(10)–(14), kos raws li qhov sib piv \(d/g\). Txawm hais tias muaj qee qhov kev txiav txim siab, qhov sib txawv tuaj yeem txheeb xyuas tau, uas yog kwv yees los ntawm polynomial thib ob:
Qhov piv ntawm qhov siab tshaj plaws \ ({u} _{g} \) thiab qhov nruab nrab \ (\langle {u} _{g} \ rangle \) velocities ntawm qhov chaw nruab nrab ntawm cov channel \ (. \) Cov kab khov kho thiab cov kab dashed sib raug rau cov qauv. (5) thiab qhov sib txawv ntawm cov coefficients sib xws \ (\ pm 25 \% \). Tsim nrog Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Daim Duab 10 piv \({Eu}_{90}\) nrog cov txiaj ntsig sim ntawm qhov sib npaug.(16). Qhov nruab nrab ntawm qhov sib txawv yog 25%, thiab qib kev ntseeg siab yog 95%.
Tus lej Wall Euler ntawm \(\theta ={90}^{o}\). Cov kab nkhaus no sib raug rau qhov sib npaug.(16). Tsim nrog Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Lub zog net \({f}_{n}\) uas ua rau ntawm lub pas nrig nruab nrab uas perpendicular rau nws txoj kab tuaj yeem suav los ntawm kev koom ua ke lub zog ntawm qhov chaw ntawm lub pas nrig raws li hauv qab no:
qhov twg tus coefficient thawj zaug yog qhov ntev ntawm tus pas nrig hauv cov channel, thiab kev koom ua ke tau ua tiav ntawm 0 thiab 2π.
Qhov kev kwv yees ntawm \({f}_{n}\) mus rau hauv qhov kev taw qhia ntawm cov dej ntws yuav tsum phim lub siab ntawm qhov nkag thiab qhov tawm ntawm cov channel, tshwj tsis yog tias kev sib txhuam sib luag rau tus pas nrig thiab me dua vim yog kev loj hlob tsis tiav ntawm seem tom qab. Lub zog ntws tsis sib npaug. Yog li ntawd,
Daim Duab 11 qhia txog daim duab ntawm cov qauv sib npaug. (20) qhia tau tias muaj kev pom zoo zoo rau txhua yam kev sim. Txawm li cas los xij, muaj qhov sib txawv me ntsis 8% ntawm sab xis, uas tuaj yeem suav tias yog thiab siv los ua qhov kwv yees ntawm qhov tsis sib npaug ntawm lub zog ntawm qhov nkag thiab qhov tawm ntawm cov channel.
Qhov sib npaug ntawm lub zog ntawm cov channel. Cov kab sib raug rau qhov sib npaug. (20). Tus lej sib raug zoo ntawm Pearson yog 0.97. Tsim nrog Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Thaum hloov lub kaum sab xis ntawm tus pas nrig, qhov siab ntawm phab ntsa ntawm tus pas nrig thiab qhov siab poob hauv cov channel nrog cov kab transverse ntawm plaub tus pas nrig cylindrical uas tau nkhaus tau ntsuas. Peb lub rooj sib dhos ntawm tus pas nrig sib txawv tau sim. Hauv qhov ntau ntawm Reynolds tus lej uas tau sim, ntawm 2500 thiab 6500, tus lej Euler tsis yog nyob ntawm qhov nrawm. Qhov siab ntawm qhov chaw nruab nrab ntawm tus pas nrig ua raws li qhov sib txawv ib txwm pom hauv cov thooj voos kheej kheej, qhov siab tshaj plaws ntawm pem hauv ntej thiab qhov tsawg kawg nkaus ntawm qhov sib txawv ntawm cov pas nrig, rov qab los ntawm qhov tom qab vim yog kev sib cais ntawm cov txheej ciam teb.
Cov ntaub ntawv sim raug tshuaj xyuas siv kev txiav txim siab txog kev txuag lub zog thiab kev ntsuam xyuas semi-empirical kom nrhiav tau cov lej tsis hloov pauv uas cuam tshuam Euler cov lej rau qhov ntev ntawm cov channel thiab rods. Txhua yam geometrical nta ntawm kev thaiv yog sawv cev tag nrho los ntawm qhov sib piv ntawm lub rod txoj kab uas hla thiab qhov sib txawv ntawm cov rods (laterally) thiab qhov siab ntawm channel (vertical).
Lub hauv paus ntsiab lus ywj pheej pom tias tuav rau feem ntau Euler tus lej piav qhia txog qhov siab ntawm qhov chaw sib txawv, piv txwv li yog tias qhov siab tsis muaj qhov ntev siv qhov kev kwv yees ntawm qhov nrawm nkag mus rau tus pas nrig, qhov teeb tsa yog ywj pheej ntawm lub kaum sab xis. Tsis tas li ntawd, qhov tshwj xeeb yog cuam tshuam nrog qhov loj thiab lub zog ntawm cov dej ntws Cov qauv kev txuag yog sib xws thiab txhawb nqa lub hauv paus ntsiab lus saum toj no. Tsuas yog qhov siab ntawm tus pas nrig ntawm qhov sib txawv ntawm cov pas nrig deviates me ntsis ntawm lub hauv paus ntsiab lus no. Kev sib raug zoo semi-empirical tsis muaj qhov ntev tau tsim uas tuaj yeem siv los tsim cov khoom siv hydraulic zoo sib xws. Txoj hauv kev classical no yog sib xws nrog cov ntawv thov zoo sib xws ntawm Bernoulli equation rau hydraulics thiab hemodynamics20,21,22,23,24 tsis ntev los no.
Ib qho txiaj ntsig tshwj xeeb yog los ntawm kev tshuaj xyuas qhov siab poob ntawm qhov nkag thiab qhov tawm ntawm ntu sim. Hauv qhov tsis paub tseeb ntawm kev sim, qhov coefficient rub tawm sib npaug rau kev sib koom ua ke, uas qhia txog qhov muaj nyob ntawm cov kev ntsuas tsis hloov pauv hauv qab no:
Nco ntsoov qhov loj \(\left(d/g+2\right)d/g\) hauv tus lej denominator ntawm qhov sib npaug.(23) yog qhov loj hauv cov ntawv kaw hauv qhov sib npaug.(4), txwv tsis pub nws tuaj yeem suav nrog qhov tsawg kawg nkaus thiab dawb cross-section perpendicular rau tus pas nrig, \({A}_{m}\) thiab \({A}_{f}\). Qhov no qhia tau hais tias Reynolds tus lej raug xav tias tseem nyob hauv qhov ntau ntawm kev tshawb fawb tam sim no (40,000-67,000 rau cov channel thiab 2500-6500 rau cov pas nrig). Nws yog ib qho tseem ceeb uas yuav tsum nco ntsoov tias yog tias muaj qhov sib txawv ntawm qhov kub hauv cov channel, nws yuav cuam tshuam rau qhov ceev ntawm cov kua dej. Hauv qhov no, qhov kev hloov pauv ntawm Euler tus lej tuaj yeem kwv yees los ntawm kev sib npaug ntawm cov coefficient thermal expansion los ntawm qhov sib txawv ntawm qhov kub siab tshaj plaws.
Ruck, S., Köhler, S., Schlindwein, G., thiab Arbeiter, F. Kev ntsuas kev hloov pauv cua sov thiab kev poob siab hauv ib txoj kab uas ntxhib los ntawm cov tav sib txawv ntawm phab ntsa.kws tshaj lij.Kev Hloov Pauv Cua Sov 31, 334–354 (2017).
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