Hatur nuhun parantos nganjang ka Nature.com. Versi browser anu anjeun anggo gaduh dukungan CSS anu terbatas. Pikeun pangalaman anu pangsaéna, kami nyarankeun anjeun nganggo browser anu diénggalan (atanapi mareuman modeu kompatibilitas dina Internet Explorer). Samentawis waktos, pikeun mastikeun dukungan anu terus-terusan, kami bakal nampilkeun situs tanpa gaya sareng JavaScript.
Ékspérimén dilaksanakeun dina saluran pasagi panjang anu diblokir ku garis transversal tina opat batang silinder anu condong. Tekanan dina permukaan batang tengah sareng turunna tekanan di sakuliah saluran diukur ku cara ngarobih sudut inklinasi batang. Tilu rakitan batang diaméter anu béda diuji. Hasil pangukuran dianalisis nganggo prinsip konservasi moméntum sareng pertimbangan semi-empiris. Sababaraha sét parameter tanpa dimensi anu teu robah dihasilkeun anu ngahubungkeun tekanan dina lokasi kritis sistem kana diménsi karakteristik batang. Prinsip kamerdékaan kapanggih tahan pikeun kalolobaan angka Euler anu ngacirikeun tekanan dina lokasi anu béda, nyaéta upami tekanan tanpa dimensi nganggo proyéksi kecepatan asupan normal kana batang, sét éta henteu gumantung kana sudut celup. Korélasi semi-empiris anu dihasilkeun tiasa dianggo pikeun Ngarancang hidrolik anu sami.
Seueur alat transfer panas sareng massa diwangun ku sakumpulan modul, saluran atanapi sél anu ngalangkungan cairan ngalangkungan struktur internal anu langkung rumit sapertos rod, buffer, sisipan, jsb. Anyar-anyar ieu, aya minat anu anyar pikeun kéngingkeun pamahaman anu langkung saé ngeunaan mékanisme anu ngaitkeun distribusi tekanan internal sareng gaya dina internal anu rumit kana turunna tekanan sakabéhna modul. Diantara hal-hal sanésna, minat ieu parantos didorong ku inovasi dina élmu bahan, ékspansi kamampuan komputasi pikeun simulasi numerik, sareng ningkatna miniaturisasi alat. Panilitian ékspériméntal anyar ngeunaan distribusi internal tekanan sareng karugian kalebet saluran anu dikasar ku rupa-rupa iga anu bentukna 1, sél réaktor éléktrokimia 2, penyempitan kapiler 3 sareng bahan pigura kisi 4.
Struktur internal anu paling umum nyaéta batang silinder ngaliwatan modul unit, boh dibundel atanapi diisolasi. Dina penukar panas, konfigurasi ieu khas dina sisi cangkang. Penurunan tekanan sisi cangkang aya hubunganana sareng desain penukar panas sapertos generator uap, kondensor sareng evaporator. Dina panilitian anyar, Wang et al. 5 mendakan kaayaan aliran reattachment sareng co-detachment dina konfigurasi tandem batang. Liu et al. 6 ngukur penurunan tekanan dina saluran pasagi panjang kalayan bundel tabung bentuk U ganda anu diwangun kalayan sudut inklinasi anu béda sareng ngalibrasi modél numerik anu nyimulasikeun bundel batang kalayan média porous.
Sapertos anu dipiharep, aya sababaraha faktor konfigurasi anu mangaruhan kinerja hidrolik bank silinder: jinis susunan (contona, staggered atanapi in-line), dimensi relatif (contona, pitch, diaméter, panjang), sareng sudut inklinasi, diantarana. Sababaraha pangarang fokus kana milarian kriteria tanpa dimensi pikeun nungtun desain pikeun nangkep pangaruh gabungan tina parameter géométri. Dina panilitian ékspériméntal anyar, Kim et al. 7 ngajukeun modél porositas anu efektif nganggo panjang sél unit salaku parameter kontrol, nganggo tandem sareng staggered arrays sareng angka Reynolds antara 103 sareng 104. Snarski8 nalungtik kumaha spéktrum kakuatan, tina akselerometer sareng hidrofon anu napel kana silinder dina torowongan cai, bénten-bénten sareng inklinasi arah aliran. Marino et al. 9 nalungtik distribusi tekanan témbok di sakitar batang silinder dina aliran hawa yaw. Mityakov et al. 10 ngaplot widang kecepatan saatos silinder yawed nganggo stereo PIV. Alam et al. 11 ngalaksanakeun panilitian anu komprehensif ngeunaan silinder tandem, fokus kana pangaruh angka Reynolds sareng rasio géométri kana pelepasan vortex. Aranjeunna tiasa ngaidentipikasi lima kaayaan, nyaéta konci, konci intermiten, teu konci, konci subharmonik sareng kaayaan geseran lapisan deui. Panilitian numerik anyar nunjukkeun kana formasi struktur vortex dina aliran ngaliwatan silinder yaw anu diwatesan.
Sacara umum, kinerja hidrolik sél unit diperkirakeun gumantung kana konfigurasi sareng géométri struktur internal, biasana diukur ku korelasi empiris tina pangukuran ékspériméntal spésifik. Dina seueur alat anu diwangun ku komponén périodik, pola aliran diulang dina unggal sél, sahingga, inpormasi anu aya hubunganana sareng sél anu ngawakilan tiasa dianggo pikeun ngébréhkeun paripolah hidrolik sakabéh struktur ngalangkungan modél multiskala. Dina kasus simétris ieu, darajat spésifisitas anu diterapkeun prinsip konservasi umum sering tiasa dikirangan. Conto has nyaéta persamaan debit pikeun pelat orifice 15. Dina kasus khusus batang condong, naha dina aliran anu diwatesan atanapi kabuka, kriteria anu pikaresepeun anu sering disebatkeun dina literatur sareng dianggo ku désainer nyaéta magnitudo hidrolik anu dominan (contona, turunna tekanan, gaya, frékuénsi pelepasan vortex, jsb.)) ka kontak.) kana komponén aliran anu tegak lurus kana sumbu silinder. Ieu sering disebut prinsip kamerdékaan sareng nganggap yén dinamika aliran didorong utamina ku komponén normal aliran asup sareng pangaruh komponén aksial anu saluyu sareng sumbu silinder tiasa diabaikan. Sanaos teu aya konsensus dina literatur ngeunaan rentang validitas kriteria ieu, dina seueur kasus éta nyadiakeun estimasi anu mangpaat dina kateupastian ékspériméntal anu has tina korélasi empiris. Panilitian anyar ngeunaan validitas prinsip mandiri kalebet geter anu diinduksi vortex16 sareng sered rata-rata fase tunggal sareng dua fase417.
Dina ieu karya, hasil panilitian ngeunaan tekanan internal sareng turunna tekanan dina saluran kalayan garis transversal opat batang silinder anu condong dipidangkeun. Ukur tilu rakitan batang kalayan diaméter anu béda-béda, ngarobih sudut inklinasi. Tujuan umumna nyaéta pikeun nalungtik mékanisme anu aya hubunganana sareng distribusi tekanan dina permukaan batang sareng turunna tekanan sacara umum dina saluran. Data ékspériméntal dianalisis nganggo persamaan Bernoulli sareng prinsip konservasi moméntum pikeun meunteun validitas prinsip kamerdékaan. Pamungkas, korélasi semi-empiris tanpa dimensi dihasilkeun anu tiasa dianggo pikeun ngarancang alat hidrolik anu sami.
Susunan ékspériméntal diwangun ku bagian uji pasagi panjang anu nampi aliran hawa anu disayogikeun ku kipas aksial. Bagian uji ngandung unit anu diwangun ku dua batang tengah paralel sareng dua satengah batang anu dipasang dina témbok saluran, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 1e, sadayana diaméterna sami. Gambar 1a–e nunjukkeun géométri sareng diménsi anu lengkep tina unggal bagian tina susunan ékspériméntal. Gambar 3 nunjukkeun susunan prosés.
a Bagian inlet (panjang dina mm). Jieun b nganggo Openscad 2021.01, openscad.org. Bagian tés utama (panjang dina mm). Dijieun nganggo Openscad 2021.01, openscad.org c Tampilan cross-sectional tina bagian tés utama (panjang dina mm). Dijieun nganggo Openscad 2021.01, openscad.org d bagian ékspor (panjang dina mm). Dijieun nganggo Openscad 2021.01, tampilan exploded tina bagian tés openscad.org e. Dijieun nganggo Openscad 2021.01, openscad.org.
Tilu sét rod anu diaméterna béda-béda diuji. Tabel 1 ngadaptar ciri géométri unggal kasus. Rod dipasang dina protraktor supados sudutna relatif kana arah aliran tiasa bénten-bénten antara 90° sareng 30° (Gambar 1b sareng 3). Sadaya rod didamel tina stainless steel sareng dipusatkeun pikeun ngajaga jarak celah anu sami di antara aranjeunna. Posisi relatif rod dibenerkeun ku dua spacer anu aya di luar bagian tés.
Laju aliran asupan bagian uji diukur ku venturi anu dikalibrasi, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 2, sareng diawasi nganggo DP Cell Honeywell SCX. Suhu cairan di outlet bagian uji diukur nganggo térmométer PT100 sareng dikontrol dina 45±1°C. Pikeun mastikeun distribusi kecepatan planar sareng ngirangan tingkat turbulensi di lawang saluran, aliran cai anu asup dipaksa ngaliwatan tilu saringan logam. Jarak pengendapan sakitar 4 diaméter hidrolik dianggo antara saringan sareng rod terakhir, sareng panjang outlet nyaéta 11 diaméter hidrolik.
Diagram skematis tabung Venturi anu dianggo pikeun ngukur kecepatan aliran asupan (panjang dina milimeter). Didamel nganggo Openscad 2021.01, openscad.org.
Pantau tekanan dina salah sahiji beungeut batang tengah ku cara ngagunakeun keran tekanan 0,5 mm di tengah bidang bagian uji. Diaméter keran pakait sareng bentang sudut 5°; ku kituna akurasi sudut sakitar 2°. Batang anu diawaskeun tiasa diputer di sakitar sumbuna, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 3. Bédana antara tekanan permukaan batang sareng tekanan di lawang ka bagian uji diukur nganggo diferensial DP Cell Honeywell SCX series. Bédana tekanan ieu diukur pikeun unggal susunan bar, kecepatan aliran anu béda-béda, sudut inklinasi \(\alpha \) sareng sudut azimuth \(\theta \).
setélan aliran. Témbok saluran dipidangkeun dina warna kulawu. Aliran ngalir ti kénca ka katuhu sareng diblokir ku rod. Catet yén pandangan "A" tegak lurus kana sumbu rod. Rod luar semi-embedded dina témbok saluran lateral. Protractor dianggo pikeun ngukur sudut inklinasi \(\alpha \). Dijieun ku Openscad 2021.01, openscad.org.
Tujuan tina ékspérimén ieu nyaéta pikeun ngukur sareng napsirkeun turunna tekanan antara saluran asup sareng tekanan dina permukaan batang tengah, \(\theta\) sareng \(\alpha\) pikeun azimuth sareng dips anu béda. Pikeun ngaringkes hasilna, tekanan diferensial bakal dikedalkeun dina bentuk tanpa dimensi salaku angka Euler:
dimana \(\rho \) nyaéta kapadetan cairan, \({u}_{i}\) nyaéta laju rata-rata asupan, \({p}_{i}\) nyaéta tekanan asupan, sareng \({p }_{ w}\) nyaéta tekanan dina titik anu ditangtukeun dina témbok rod. Laju asupan ditangtukeun dina tilu rentang anu béda anu ditangtukeun ku bubuka klep asupan. Laju anu dihasilkeun mimitian ti 6 dugi ka 10 m/s, saluyu sareng angka Reynolds saluran, \(Re\equiv {u}_{i}H/\nu \) (dimana \(H\) nyaéta jangkungna saluran, sareng \(\nu \) nyaéta viskositas kinematik) antara 40.000 sareng 67.000. Angka Reynolds rod (\(Re\equiv {u}_{i}d/\nu \)) mimitian ti 2500 dugi ka 6500. Inténsitas turbulénsi anu diperkirakeun ku simpangan baku relatif tina sinyal anu dirékam dina venturi nyaéta 5% dina rata-rata.
Gambar 4 nunjukkeun korélasi \({Eu}_{w}\) sareng sudut azimuth \(\theta \), anu diparameterisasi ku tilu sudut celup, \(\alpha \) = 30°, 50° sareng 70°. Pangukuran dibagi kana tilu grafik numutkeun diaméter rod. Tiasa ditingali yén dina kateupastian ékspériméntal, angka Euler anu diala henteu gumantung kana laju aliran. Gumantungna umum kana θ nuturkeun tren tekanan témbok anu biasa di sakitar perimeter halangan bunderan. Dina sudut anu ngadep aliran, nyaéta, θ ti 0 dugi ka 90°, tekanan témbok rod nurun, ngahontal minimum dina 90°, anu pakait sareng celah antara rod dimana kecepatan panggedéna kusabab watesan daérah aliran. Salajengna, aya pamulihan tekanan θ ti 90° dugi ka 100°, saatos éta tekanan tetep seragam kusabab pamisahan lapisan wates tukang témbok rod. Catet yén teu aya parobahan dina sudut tekanan minimum, anu nunjukkeun yén kamungkinan gangguan ti anu caket dieu Lapisan geser, sapertos éfék Coanda, sipatna sekundér.
Variasi angka Euler témbok di sabudeureun rod pikeun sudut inklinasi sareng diaméter rod anu béda. Dijieun nganggo Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Di handap ieu, urang nganalisis hasilna dumasar kana anggapan yén angka Euler ngan ukur tiasa diestimasi ku parameter géométri, nyaéta babandingan panjang fitur \(d/g\) sareng \(d/H\) (dimana \(H\) nyaéta jangkungna saluran) sareng inklinasi \(\alpha \). Aturan praktis anu populér nyatakeun yén gaya struktural cairan dina batang yaw ditangtukeun ku proyéksi kecepatan asupan anu tegak lurus kana sumbu batang, \({u}_{n}={u}_{i}\mathrm {sin} \alpha \). Ieu kadang disebut prinsip kamerdékaan. Salah sahiji tujuan tina analisis ieu nyaéta pikeun nalungtik naha prinsip ieu lumaku pikeun kasus urang, dimana aliran sareng halangan diwatesan dina saluran anu ditutup.
Hayu urang tempo tekanan anu diukur di payun permukaan batang panengah, nyaéta θ = 0. Numutkeun persamaan Bernoulli, tekanan dina posisi ieu nyumponan:
dimana \({u}_{o}\) nyaéta laju cairan caket témbok rod dina θ = 0, sareng urang nganggap karugian anu teu tiasa dibalikkeun anu relatif alit. Catet yén tekanan dinamis henteu gumantung kana istilah énergi kinétik. Upami \({u}_{o}\) kosong (nyaéta kaayaan stagnan), angka Euler kedah dihijikeun. Nanging, tiasa dititénan dina Gambar 4 yén dina \(\theta = 0\) anu dihasilkeun \({Eu}_{w}\) caket tapi henteu sami sareng nilai ieu, khususna pikeun sudut kemiringan anu langkung ageung. Ieu nunjukkeun yén laju dina permukaan rod henteu ngaleungit dina \(\theta = 0\), anu tiasa dipencet ku defleksi ka luhur tina garis arus anu didamel ku miring rod. Kusabab aliran diwatesan ka luhur sareng handap bagian tés, defleksi ieu kedah nyiptakeun resirkulasi sekundér, ningkatkeun laju aksial di handap sareng ngirangan laju di luhur. Anggap yén gedéna defleksi di luhur mangrupikeun proyéksi laju asupan dina aci (nyaéta \({u}_{i}\mathrm{cos}\alpha \)), hasil angka Euler anu saluyu nyaéta:
Gambar 5 ngabandingkeun persamaan.(3) Éta nunjukkeun kasapukan anu saé sareng data ékspérimén anu saluyu. Simpangan rata-rata nyaéta 25%, sareng tingkat kapercayaan nyaéta 95%. Catet yén persamaan.(3) Saluyu sareng prinsip kamerdékaan.Kitu ogé, Gambar 6 nunjukkeun yén angka Euler pakait sareng tekanan dina permukaan tukang rod, \({p}_{180}\), sareng di kaluar tina segmen tés, \({p}_{e}\), Ogé nuturkeun tren anu sabanding sareng \({\mathrm{sin}}^{2}\alpha \). Nanging, dina dua kasus éta, koéfisién gumantung kana diaméter rod, anu lumrah sabab anu terakhir nangtukeun daérah anu kahambat. Fitur ieu sami sareng turunna tekanan tina pelat orifice, dimana saluran aliran sabagian dikirangan di lokasi anu khusus.Dina bagian tés ieu, peran orifice dimaénkeun ku celah antara rod.Dina hal ieu, tekanan turun sacara substansial dina throttling sareng sabagian pulih nalika ngalegaan ka tukang.Nganggap larangan salaku panyumbatan tegak lurus kana sumbu rod, turunna tekanan antara hareup jeung tukang rod bisa ditulis jadi 18:
dimana \({c}_{d}\) nyaéta koéfisién sered anu ngajelaskeun pamulihan tekanan parsial antara θ = 90° sareng θ = 180°, sareng \({A}_{m}\) sareng \ ({A}_{f}\) nyaéta penampang bébas minimum per unit panjang anu tegak lurus kana sumbu rod, sareng hubunganana sareng diaméter rod nyaéta \({A}_{f}/{A}_{m}=\ ​​Kénca (g+d\right)/g\). Angka Euler anu saluyu nyaéta:
Angka Euler témbok di \(\theta =0\) salaku fungsi tina dip. Kurva ieu saluyu sareng persamaan.(3). Dijieun nganggo Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Angka Euler témbok robah, dina \(\theta =18{0}^{o}\) (tanda pinuh) sareng kaluar (tanda kosong) kalayan dip. Kurva ieu saluyu sareng prinsip kamerdékaan, nyaéta \(Eu\propto {\mathrm{sin}}^{2}\alpha \). Dijieun nganggo Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Gambar 7 nunjukkeun gumantungna \({Eu}_{0-180}/{\mathrm{sin}}^{2}\alpha \) kana \(d/g\), nunjukkeun konsistensi anu ekstrim Good.(5). Koefisien sered anu diala nyaéta \({c}_{d}=1.28\pm 0.02\) kalayan tingkat kapercayaan 67%. Kitu ogé, grafik anu sami ogé nunjukkeun yén total turunna tekanan antara inlet sareng outlet bagian uji nuturkeun tren anu sami, tapi kalayan koefisien anu béda anu merhatikeun pamulihan tekanan dina rohangan tukang antara bar sareng outlet saluran. Koefisien sered anu saluyu nyaéta \({c}_{d}=1.00\pm 0.05\) kalayan tingkat kapercayaan 67%.
Koéfisién hambatan aya patalina jeung turunna tekanan \(d/g\) di hareup jeung di tukangeun rod\(\left({Eu}_{0-180}\right)\) sarta turunna tekanan total antara saluran asup jeung kaluar. Daérah kulawu nyaéta pita kapercayaan 67% pikeun korélasi. Dijieun ku Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Tekanan minimum \({p}_{90}\) dina permukaan rod dina θ = 90° meryogikeun penanganan khusus. Numutkeun persamaan Bernoulli, sapanjang garis arus ngaliwatan celah antara batang, tekanan di tengah\({p}_{g}\) sareng kecepatan\({u}_{g}\) dina celah antara batang (pas sareng titik tengah saluran) aya hubunganana sareng faktor-faktor ieu:
Tekanan \({p}_{g}\) tiasa dihubungkeun sareng tekanan permukaan rod dina θ = 90° ku cara ngahijikeun distribusi tekanan dina celah anu misahkeun rod tengah antara titik tengah sareng témbok (tingali Gambar 8). Kasaimbangan kakuatan masihan 19:
dimana \(y\) nyaéta koordinat normal kana beungeut rod ti titik tengah celah antara rod pusat, sareng \(K\) nyaéta kelengkungan garis arus dina posisi \(y\). Pikeun évaluasi analitis tekanan dina beungeut rod, urang nganggap yén \({u}_{g}\) seragam sareng \(K\left(y\right)\) linier. Asumsi ieu parantos diverifikasi ku itungan numerik. Dina témbok rod, kelengkungan ditangtukeun ku bagian elips rod dina sudut \(\alpha \), nyaéta \(K\left(g/2\right)=\left(2/d\right){\ mathrm{sin} }^{2}\alpha \) (tingali Gambar 8). Teras, ngeunaan kelengkungan streamline anu ngaleungit dina \(y=0\) kusabab simétri, kelengkungan dina koordinat universal \(y\) dibikeun ku:
Fitur tampilan potongan melintang, payun (kénca) sareng luhur (handap). Didamel nganggo Microsoft Word 2019,
Di sisi séjén, ku cara konservasi massa, laju rata-rata dina bidang anu tegak lurus kana aliran di lokasi pangukuran \(\langle {u}_{g}\rangle \) aya patalina jeung laju asupan:
dimana \({A}_{i}\) nyaéta daérah aliran cross-sectional di inlet saluran sareng \({A}_{g}\) nyaéta daérah aliran cross-sectional di lokasi pangukuran (tingali Gambar 8) masing-masing ku:
Catet yén \({u}_{g}\) henteu sami sareng \(\langle {u}_{g}\rangle \). Kanyataanna, Gambar 9 ngagambarkeun babandingan laju \({u}_{g}/\langle {u}_{g}\rangle \), diitung ku persamaan.(10)–(14), diplot numutkeun babandingan \(d/g\). Sanaos aya sababaraha diskrit, hiji tren tiasa diidentifikasi, anu diaproksimasi ku polinomial orde kadua:
Babandingan kecepatan maksimum\({u}_{g}\) sareng rata-rata\(\langle {u}_{g}\rangle \) tina penampang tengah saluran\(.\) Kurva padet sareng putus-putus pakait sareng persamaan.(5) sareng rentang variasi koefisien anu saluyu\(\pm 25\%\). Didamel nganggo Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Gambar 10 ngabandingkeun \({Eu}_{90}\) sareng hasil ékspérimén tina persamaan.(16). Simpangan relatif rata-rata nyaéta 25%, sareng tingkat kapercayaan nyaéta 95%.
Angka Wall Euler di \(\theta ={90}^{o}\). Kurva ieu saluyu sareng persamaan.(16). Dijieun nganggo Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Gaya total \({f}_{n}\) anu meta dina batang tengah anu tegak lurus kana sumbu na tiasa diitung ku cara ngahijikeun tekanan dina permukaan batang sapertos kieu:
dimana koefisien kahiji nyaéta panjang rod dina saluran, sareng integrasina dilaksanakeun antara 0 sareng 2π.
Proyéksi \({f}_{n}\) dina arah aliran cai kedah cocog sareng tekanan antara asupan sareng kaluarna saluran, kecuali gesekan sajajar sareng rod sareng langkung alit kusabab perkembangan anu teu lengkep tina bagian anu langkung engké. Fluks momentum henteu saimbang. Ku alatan éta,
Gambar 11 nunjukkeun grafik persamaan. (20) nunjukkeun kasapukan anu saé pikeun sadaya kaayaan ékspérimén. Nanging, aya panyimpangan sakedik 8% di katuhu, anu tiasa dikaitkeun sareng dianggo salaku perkiraan ketidakseimbangan moméntum antara saluran asupan sareng saluran kaluar.
Kasaimbangan daya saluran. Garis éta saluyu sareng persamaan. (20). Koéfisién korélasi Pearson nyaéta 0,97. Dijieun nganggo Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Ngarobah sudut inklinasi rod, tekanan dina témbok permukaan rod sareng turunna tekanan dina saluran kalayan garis transversal tina opat rod silinder anu condong diukur. Tilu rakitan rod diaméter anu béda diuji. Dina rentang angka Reynolds anu diuji, antara 2500 sareng 6500, angka Euler henteu gumantung kana laju aliran. Tekanan dina permukaan rod pusat nuturkeun tren anu biasa dititénan dina silinder, nyaéta maksimum di payun sareng minimum dina celah lateral antara rod, pulih di bagian tukang kusabab pamisahan lapisan wates.
Data ékspériméntal dianalisis ngagunakeun pertimbangan konservasi moméntum sareng évaluasi semi-empiris pikeun mendakan angka tanpa dimensi invarian anu ngahubungkeun angka Euler kana diménsi karakteristik saluran sareng batang. Sadaya fitur géométri tina bloking diwakilan sacara lengkep ku babandingan antara diaméter batang sareng celah antara batang (sacara lateral) sareng jangkungna saluran (vertikal).
Prinsip kamerdikaan kapanggih lumaku pikeun kalolobaan angka Euler anu ngacirikeun tekanan di lokasi anu béda, nyaéta upami tekanan henteu diménsi nganggo proyéksi kecepatan asupan normal kana rod, set henteu gumantung kana sudut kemiringan. Salaku tambahan, fitur ieu aya hubunganana sareng massa sareng moméntum aliran. Persamaan konservasi konsisten sareng ngadukung prinsip empiris di luhur. Ngan tekanan permukaan rod dina celah antara rod anu rada nyimpang tina prinsip ieu. Korélasi semi-empiris tanpa diménsi dihasilkeun anu tiasa dianggo pikeun ngarancang alat hidrolik anu sami. Pendekatan klasik ieu konsisten sareng aplikasi persamaan Bernoulli anu nembe dilaporkeun pikeun hidrolik sareng hemodinamika20,21,22,23,24.
Hasil anu pikaresepeun pisan asalna tina analisis turunna tekanan antara inlet sareng outlet bagian uji. Dina kateupastian ékspériméntal, koefisien sered anu dihasilkeun sami sareng hiji, anu nunjukkeun ayana parameter invarian ieu:
Catet ukuran \(\left(d/g+2\right)d/g\) dina penyebut persamaan.(23) nyaéta gedena dina jero kurung dina persamaan.(4), upami henteu tiasa diitung nganggo potongan melintang minimum sareng bébas anu tegak lurus kana batang, \({A}_{m}\) sareng \({A}_{f}\). Ieu nunjukkeun yén angka Reynolds dianggap tetep aya dina kisaran panilitian ayeuna (40.000-67.000 pikeun saluran sareng 2500-6500 pikeun batang). Penting pikeun dicatet yén upami aya bédana suhu di jero saluran, éta tiasa mangaruhan kapadetan cairan. Dina hal ieu, parobahan relatif dina angka Euler tiasa diperkirakeun ku cara ngalikeun koefisien ékspansi termal ku bédana suhu maksimum anu dipiharep.
Ruck, S., Köhler, S., Schlindwein, G., sareng Arbeiter, F. Pangukuran transfer panas sareng turunna tekanan dina saluran anu kasar ku iga anu bentukna béda dina témbok. expert.Heat Transfer 31, 334–354 (2017).
Wu, L., Arenas, L., Graves, J., sareng Walsh, F. Karakterisasi sél aliran: visualisasi aliran, turunna tekanan, sareng transportasi massa dina éléktroda dua diménsi dina saluran pasagi panjang. J. Electrochemistry.Socialis Party.167, 043505 (2020).
Liu, S., Dou, X., Zeng, Q. & Liu, J. Parameter konci tina pangaruh Jamin dina kapiler kalayan penampang anu sempit. J. Gasoline.science.Britain.196, 107635 (2021).