Asante kwa kutembelea Nature.com.Toleo la kivinjari unachotumia lina uwezo mdogo wa kutumia CSS.Kwa matumizi bora zaidi, tunapendekeza kwamba utumie kivinjari kilichosasishwa (au zima hali ya uoanifu katika Internet Explorer).Wakati huo huo, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tutaonyesha tovuti bila mitindo na JavaScript.
Majaribio yalifanywa katika chaneli ya mstatili iliyozuiwa na mistari ya mpito ya vijiti vinne vya silinda iliyoinamishwa. Shinikizo kwenye uso wa fimbo ya katikati na kushuka kwa shinikizo kwenye chaneli ilipimwa kwa kutofautiana kwa pembe ya mwelekeo wa fimbo. Mikusanyiko ya vijiti vitatu vya kipenyo tofauti ilijaribiwa.Matokeo ya kipimo yanachanganuliwa kwa kutumia kanuni ya uhifadhi wa sekunde chache za uhifadhi. vigezo visivyo na kipimo vinazalishwa vinavyohusiana na shinikizo katika maeneo muhimu ya mfumo na vipimo vya tabia ya fimbo. Kanuni ya uhuru hupatikana kwa kushikilia kwa namba nyingi za Euler zinazoonyesha shinikizo katika maeneo tofauti, yaani ikiwa shinikizo haina kipimo kwa kutumia makadirio ya kasi ya ingizo ya kawaida kwa fimbo, seti hiyo haitegemei pembe ya kuzamisha. Uwiano wa nusu-empirical unaotokana unaweza kutumika kwa Usanifu wa majimaji sawa.
Vifaa vingi vya uhamishaji joto na wingi vinajumuisha seti ya moduli, chaneli au seli ambazo viowevu hupitia katika miundo ya ndani zaidi au kidogo kama vile vijiti, vihifadhi, viingilio, n.k. Hivi majuzi, kumekuwa na nia mpya ya kupata ufahamu bora wa taratibu zinazounganisha usambazaji wa shinikizo la ndani na nguvu kwa wa ndani ngumu kwa kushuka kwa shinikizo la jumla la moduli. Miongoni mwa mambo mengine, nyenzo za upanuzi za sayansi zimekuwa za upanuzi wa nyenzo za upanuzi. kwa uigaji wa nambari, na ongezeko la miniaturization ya vifaa.Masomo ya hivi karibuni ya majaribio ya usambazaji wa ndani wa shinikizo na hasara ni pamoja na njia zilizopigwa na mbavu mbalimbali za umbo 1, seli za reactor ya electrochemical 2, mfinyo wa capillary 3 na vifaa vya sura ya kimiani 4.
Miundo ya ndani ya kawaida zaidi ni fimbo za silinda kupitia moduli za kitengo, zikiwa zimeunganishwa au zimetengwa.Katika vibadilisha joto, usanidi huu ni wa kawaida kwa upande wa ganda. Kushuka kwa shinikizo la upande wa ganda kunahusiana na muundo wa vibadilisha joto kama vile jenereta za mvuke, vikondomushi na vivukizi.Katika utafiti wa hivi majuzi, Wang et al. 5 ilipata majimbo ya mtiririko wa kuunganishwa na kutenganisha kwa pamoja katika usanidi wa sanjari wa vijiti.Liu et al.6 walipima kushuka kwa shinikizo katika chaneli za mstatili kwa kutumia vifurushi viwili vya U-umbo lililojengwa ndani na pembe tofauti za mielekeo na kusawazisha modeli ya nambari inayoiga vifurushi vya fimbo na midia ya upenyo.
Kama inavyotarajiwa, kuna idadi ya vipengele vya usanidi vinavyoathiri utendaji wa majimaji ya benki ya silinda: aina ya mpangilio (km, iliyoyumba au iliyo ndani), vipimo vya jamaa (km, kipenyo, kipenyo, urefu), na pembe ya mwelekeo, miongoni mwa mengine. Waandishi kadhaa walilenga katika kutafuta vigezo visivyo na vipimo vya kuongoza miundo ili kunasa athari za pamoja za kigezo cha kijiometri. 7 ilipendekeza kielelezo faafu cha porosity kwa kutumia urefu wa kisanduku cha kidhibiti kama kigezo cha kudhibiti, kwa kutumia sanjari na safu zilizokwama na nambari za Reynolds kati ya 103 na 104.Snarski8 ilisoma jinsi wigo wa nguvu, kutoka kwa viongeza kasi na haidrofoni zilizoambatishwa kwenye silinda katika handaki la maji, hutofautiana na mwelekeo wa mtiririko wa alclination. 9 alisoma usambazaji shinikizo ukuta kuzunguka fimbo cylindrical katika airflow yaw.Mityakov et al. 10 walipanga uga wa kasi baada ya silinda iliyopigwa kwa kutumia stereo PIV.Alam et al. 11 ilifanya uchunguzi wa kina wa mitungi ya sanjari, ikizingatia athari za nambari ya Reynolds na uwiano wa kijiometri kwenye umwagaji wa vortex. Waliweza kutambua majimbo matano, ambayo ni kufuli, kufunga kwa vipindi, hakuna kufuli, kufungia kwa subharmonic na majimbo ya kurudisha safu ya shear. Masomo ya hivi karibuni ya nambari yameonyesha uundaji wa muundo wa mtiririko wa vortexlinded.
Kwa ujumla, utendaji wa majimaji wa seli ya kitengo unatarajiwa kutegemea usanidi na jiometri ya muundo wa ndani, kwa kawaida huhesabiwa na uunganisho wa majaribio ya vipimo maalum vya majaribio. Katika vifaa vingi vinavyojumuisha vipengele vya mara kwa mara, mifumo ya mtiririko inarudiwa katika kila seli, na hivyo, taarifa zinazohusiana na seli za mwakilishi zinaweza kutumika kueleza tabia ya jumla ya majimaji ya muundo, kwa njia ya mifano ya kawaida ya hydraulic ya muundo. kanuni za uhifadhi hutumiwa mara nyingi zinaweza kupunguzwa.Mfano wa kawaida ni usawa wa kutokwa kwa sahani ya orifice 15. Katika kesi maalum ya vijiti vilivyowekwa, iwe katika mtiririko uliofungwa au wazi, kigezo cha kuvutia kinachotajwa mara nyingi katika maandiko na kutumiwa na wabunifu ni ukubwa mkubwa wa hydraulic (kwa mfano, kushuka kwa shinikizo, kulazimisha, mawasiliano, nk) topex. kwa mhimili wa silinda.Hii mara nyingi hujulikana kama kanuni ya uhuru na inadhania kwamba mienendo ya mtiririko inaendeshwa hasa na sehemu ya kawaida ya uingiaji na kwamba athari ya sehemu ya axial iliyoambatanishwa na mhimili wa silinda haiwezi kuzingatiwa.Ingawa hakuna makubaliano katika maandiko juu ya uhalali wa uhalali, katika visa vingi vya uhalali hutoa vigezo muhimu vya majaribio haya. kawaida ya uwiano wa kimajaribio.Utafiti wa hivi majuzi juu ya uhalali wa kanuni huru ni pamoja na mtetemo unaosababishwa na vortex16 na wastani wa awamu moja na awamu mbili buruta417.
Katika kazi ya sasa, matokeo ya utafiti wa shinikizo la ndani na kushuka kwa shinikizo kwenye kituo na mstari wa transverse wa vijiti vinne vya cylindrical vinavyoelekea vinawasilishwa.Pima makusanyiko ya fimbo tatu na kipenyo tofauti, kubadilisha angle ya mwelekeo.Lengo la jumla ni kuchunguza utaratibu ambao usambazaji wa shinikizo kwenye uso wa fimbo unahusiana na kushuka kwa shinikizo la jumla katika njia. uhifadhi wa kasi ya kutathmini uhalali wa kanuni ya uhuru. Hatimaye, uwiano wa nusu-empirical usio na kipimo huzalishwa ambao unaweza kutumika kutengeneza vifaa sawa vya majimaji.
Usanidi wa majaribio ulijumuisha sehemu ya majaribio ya mstatili ambayo ilipokea mtiririko wa hewa uliotolewa na feni ya axial. Sehemu ya majaribio ina kitengo kinachojumuisha vijiti viwili vya kati vilivyolingana na nusu-fimbo mbili zilizopachikwa kwenye kuta za kituo, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1, kipenyo sawa. Takwimu 1a-e zinaonyesha jiometri ya kina na vipimo vya usanidi wa kila sehemu ya 3 ya usanidi wa majaribio.
sehemu ya Kuingia (urefu katika mm).Unda b kwa kutumia Openscad 2021.01, openscad.org.Sehemu kuu ya majaribio (urefu katika mm).Imeundwa na Openscad 2021.01, openscad.org c Mwonekano wa sehemu kuu ya sehemu kuu ya majaribio (urefu katika mm).Imeundwa kwa kutumia Openscad 2021, urefu wa urefu wa 2021.0.org. Openscad 2021.01, mwonekano ulilipuka wa sehemu ya majaribio ya openscad.org e.Imeundwa na Openscad 2021.01, openscad.org.
Seti tatu za vijiti vya kipenyo tofauti zilijaribiwa.Jedwali la 1 linaorodhesha sifa za kijiometri za kila kesi.Vijiti vimewekwa kwenye protractor ili angle yao kuhusiana na mwelekeo wa mtiririko inaweza kutofautiana kati ya 90 ° na 30 ° (Takwimu 1b na 3). Fimbo zote zinafanywa kwa chuma cha pua na zimewekwa katikati ili kudumisha umbali sawa wa fimbo kwa umbali wa nje wa mtihani. sehemu.
Kiwango cha mtiririko wa kiingilio cha sehemu ya majaribio kilipimwa kwa venturi iliyorekebishwa, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2, na kufuatiliwa kwa kutumia DP Cell Honeywell SCX. Joto la maji kwenye sehemu ya sehemu ya mtihani lilipimwa kwa kipimajoto cha PT100 na kudhibitiwa kwa 45 ± 1 ° C. Ili kuhakikisha usambazaji wa kasi ya mpango na kupunguza kiwango cha mtiririko wa chuma kupitia njia tatu za msukosuko. skrini. Umbali wa kutulia wa takriban kipenyo 4 cha majimaji ulitumiwa kati ya skrini ya mwisho na fimbo, na urefu wa sehemu ya kutolea nje ulikuwa vipenyo 11 vya majimaji.
Mchoro wa kimpango wa mrija wa Venturi unaotumika kupima kasi ya ingizo (urefu katika milimita).Imeundwa na Openscad 2021.01, openscad.org.
Fuatilia shinikizo kwenye moja ya nyuso za fimbo ya katikati kwa njia ya bomba la shinikizo la 0.5 mm katikati ya ndege ya sehemu ya mtihani. Kipenyo cha bomba kinalingana na span ya 5 °; kwa hiyo usahihi wa angular ni takriban 2 °. Fimbo iliyofuatiliwa inaweza kuzungushwa kuhusu mhimili wake, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3. Tofauti kati ya shinikizo la uso wa fimbo na shinikizo kwenye mlango wa sehemu ya mtihani hupimwa na tofauti ya mfululizo wa DP Cell Honeywell SCX. Tofauti hii ya shinikizo hupimwa kwa kila mpangilio wa bar, tofauti ya mtiririko \ \\ kasi, azimuta angle ( angle ya azimuta) ( \\ angle ya mwelekeo) ( \\ azimuta angle) tofauti
Mipangilio ya mtiririko.Kuta za idhaa zinaonyeshwa kwa rangi ya kijivu. Mtiririko hutiririka kutoka kushoto kwenda kulia na huzuiwa na fimbo. Kumbuka kwamba mtazamo "A" ni wa pembeni kwa mhimili wa fimbo. Fimbo za nje zimepachikwa nusu kwenye kuta za chaneli ya upande. Protractor hutumika kupima pembe ya mwelekeo \(\alpha \).Imeundwa kwa Openscad.12.0
Madhumuni ya jaribio ni kupima na kutafsiri kushuka kwa shinikizo kati ya viingilio vya chaneli na shinikizo kwenye uso wa fimbo ya katikati, \(\theta\) na \(\alpha\) kwa azimuth na dips tofauti. Ili kufupisha matokeo, shinikizo la tofauti litaonyeshwa kwa fomu isiyo na kipimo kama nambari ya Euler:
ambapo \(\rho \) ni msongamano wa giligili, \({u}_{i}\) ni kasi ya wastani ya ingizo, \({p}_{i}\) ni shinikizo la ingizo, na \({p }_{ w}\) ni shinikizo katika sehemu fulani kwenye ukuta wa fimbo. Kasi ya ingizo huwekwa ndani ya safu tatu tofauti katika safu kutoka kwa safu 1 ya safu kutoka kwa 0 ya tundu. m/s, inayolingana na nambari ya kituo cha Reynolds, \(Re\equiv {u}_{i}H/\nu \) (ambapo \(H\) ni urefu wa chaneli, na \(\nu \) ni mnato wa kinematic) kati ya 40,000 na 67,000. Nambari ya fimbo ya Reynolds \(\(u){{u}} kutoka {\(u)\__ 2500 hadi 6500. Kiwango cha msukosuko kinachokadiriwa na kupotoka kwa kiwango cha jamaa cha mawimbi yaliyorekodiwa kwenye venturi ni 5% kwa wastani.
Kielelezo cha 4 kinaonyesha uunganisho wa \({Eu}_{w}\) na pembe ya azimuth \(\theta \), iliyoainishwa na pembe tatu za kuzamisha, \(\alpha \) = 30°, 50° na 70° .Vipimo vimegawanywa katika grafu tatu kulingana na kipenyo cha fimbo. Inaweza kuonekana kuwa nambari zisizo na uhakika za mtiririko wa majaribio ziko ndani ya kipimo kisicho na uhakika. utegemezi wa jumla kwa θ hufuata mwelekeo wa kawaida wa shinikizo la ukuta karibu na mzunguko wa kizuizi cha mviringo.Katika pembe zinazoangalia mtiririko, yaani, θ kutoka 0 hadi 90 °, shinikizo la ukuta wa fimbo hupungua, na kufikia kiwango cha chini cha 90 °, ambayo inalingana na pengo kati ya vijiti ambapo kasi ni kubwa zaidi kutokana na mapungufu ya eneo la mtiririko kutoka kwa θ hadi 9 °. 100 °, baada ya hapo shinikizo linabaki sawa kutokana na kutenganishwa kwa safu ya mpaka wa nyuma wa ukuta wa fimbo. Kumbuka kuwa hakuna mabadiliko katika angle ya shinikizo la chini, ambayo inaonyesha kuwa usumbufu unaowezekana kutoka kwa tabaka za karibu za shear, kama vile athari za Coanda, ni za sekondari.
Tofauti ya nambari ya Euler ya ukuta unaozunguka fimbo kwa pembe tofauti za mwelekeo na vipenyo vya fimbo. Imeundwa na Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Katika ifuatayo, tunachanganua matokeo kulingana na dhana kwamba nambari za Euler zinaweza kukadiriwa tu kwa vigezo vya kijiometri, yaani, uwiano wa urefu wa kipengele \(d/g\) na \(d/H\) (ambapo \(H\) ni urefu wa chaneli) na mwelekeo \(\alpha \).Kanuni maarufu ya vitendo ya kidole gumba inasema kwamba muundo wa kiowevu kwa nguvu ya mzunguko wa mradi huamuliwa na mdundo wa roli ya mradi. perpendicular kwa mhimili wa fimbo, \({u}_{n}={u}_{i}\mathrm {sin} \alpha \) .Hii wakati mwingine huitwa kanuni ya uhuru.Moja ya malengo ya uchanganuzi ufuatao ni kuchunguza ikiwa kanuni hii inatumika kwa kesi yetu, ambapo mtiririko na vizuizi vimefungwa ndani ya njia zilizofungwa.
Hebu tuzingatie shinikizo lililopimwa mbele ya uso wa fimbo ya kati, yaani θ = 0.Kulingana na mlinganyo wa Bernoulli, shinikizo katika nafasi hii\({p}_{o}\) inatosheleza:
ambapo \({u}_{o}\) ni kasi ya giligili karibu na ukuta wa fimbo kwa θ = 0, na tunadhania hasara ndogo kiasi zisizoweza kutenduliwa. Kumbuka kwamba shinikizo linalobadilika linajitegemea katika neno la nishati ya kinetiki. Ikiwa \({u}_{o}\) ni tupu (yaani hali iliyotuama), nambari za Euler zinapaswa kuunganishwa.Hata hivyo, katika Kielelezo 4 (\\\) inaweza kuzingatiwa \\ 4\\ kusababisha \({Eu}_{w}\) ni karibu na lakini si sawa kabisa na thamani hii, hasa kwa pembe kubwa za kuzamisha.Hii inapendekeza kwamba kasi kwenye uso wa fimbo haipotei kwa \(\theta =0\), ambayo inaweza kukandamizwa na mchepuko wa juu wa mistari ya sasa iliyoundwa na tilt ya fimbo. kuongeza kasi ya axia chini na kupunguza kasi ya juu. Kwa kudhani kuwa ukubwa wa mchepuko ulio hapo juu ni makadirio ya kasi ya kuingiza kwenye shimoni (yaani \({u}_{i}\mathrm{cos}\alpha \)), matokeo ya nambari ya Euler ni:
Kielelezo cha 5 kinalinganisha milinganyo.(3) Inaonyesha kukubaliana vizuri na data ya majaribio inayolingana. Mkengeuko wa wastani ulikuwa 25%, na kiwango cha kujiamini kilikuwa 95%. Kumbuka kwamba mlinganyo huo.(3) Sambamba na kanuni ya uhuru. Vile vile, Kielelezo 6 kinaonyesha kuwa nambari ya Euler inalingana na shinikizo kwenye sehemu ya nyuma,{1}({0}) ya nyuma,{0} {0} {0} Toka kwa sehemu ya majaribio, \({p}_{e}\), Pia hufuata mwelekeo sawia na \({\mathrm{sin}}}^{2}\alpha \) .Katika hali zote mbili, hata hivyo, mgawo hutegemea kipenyo cha fimbo, ambayo ni sawa kwa vile mwisho huamua eneo lililozuiwa. Kipengele hiki ni sawa na matone ya shinikizo la kituo katika eneo mahususi ambapo mtiririko wa ori hupunguzwa. Katika sehemu hii, shinikizo hushuka kwa kiasi kikubwa kwenye mshindo na inarudi kwa kiasi inapopanuka kuelekea nyuma. Kwa kuzingatia kizuizi kama kizuizi cha mhimili wa fimbo, kushuka kwa shinikizo kati ya sehemu ya mbele na ya nyuma ya fimbo inaweza kuandikwa kama 18:
ambapo \({c}_{d}\) ni mgawo wa buruta unaoelezea urejeshaji wa kiasi cha shinikizo kati ya θ = 90° na θ = 180°, na \({A}_{m}\) na \ ({A}_{f}\) ni sehemu ya chini isiyolipishwa ya sehemu nzima kwa kila urefu wa kitengo perpendicular kwa mhimili wa fimbo, na kipenyo chake ni uhusiano na fimbo. \({A}_{f}/{A}_{m}=\ ​​Kushoto (g+d\kulia)/g\).Nambari zinazolingana za Euler ni:
Nambari ya Wall Euler katika \(\theta =0\) kama chaguo la kukokotoa. Mviringo huu unalingana na mlinganyo.(3).Imeundwa na Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Nambari ya Wall Euler inabadilika, katika \(\theta =18{0}^{o}\) (ishara kamili) na kutoka (alama tupu) na dip.Mikondo hii inalingana na kanuni ya uhuru, yaani \(Eu\propto {\mathrm{sin}}}^{2}\alpha \).Imeundwa na Gnuplot.www.info.gnu.
Kielelezo cha 7 kinaonyesha utegemezi wa \({Eu}_{0-180}/{\mathrm{sin}}}^{2}\alpha \) kwenye \(d/g\), inayoonyesha uthabiti Bora uliokithiri.(5).Kigawo cha kukokota kilichopatikana ni \({c}_{d}=1.28\pm 0.02}), kikiwa na kiwango cha kuaminika sawa cha 6%. kushuka kwa shinikizo kati ya sehemu ya kuingiza na kutoka kwa sehemu ya jaribio hufuata mwelekeo unaofanana, lakini kwa vigawo tofauti vinavyozingatia urejeshaji wa shinikizo katika nafasi ya nyuma kati ya upau na sehemu ya kituo. Mgawo unaolingana wa kukokota ni \({c}_{d}=1.00\pm 0.05\) na kiwango cha kujiamini cha 67%.
Mgawo wa kukokota unahusiana na \(d/g\) kushuka kwa shinikizo mbele na aft ya fimbo\(\kushoto({Eu}_{0-180}\kulia)\) na jumla ya kushuka kwa shinikizo kati ya njia ya kuingilia na kutoka.Eneo la kijivu ni mkanda wa kutegemewa wa 67% wa uunganisho.Imeundwa na Gnuplot, www.gnuplot.
Shinikizo la chini \({p}_{90}\) kwenye uso wa fimbo katika θ = 90° linahitaji ushughulikiaji maalum. Kulingana na mlinganyo wa Bernoulli, kando ya mstari wa sasa kupitia pengo kati ya pau, shinikizo katikati\({p}_{g}\) na kasi \({u}_{g}\) kati ya kituo na kituo cha sarafu inayohusiana ni sehemu ya katikati ya bars. kwa mambo yafuatayo:
Shinikizo \({p}_{g}\) inaweza kuhusishwa na shinikizo la uso wa fimbo kwa θ = 90 ° kwa kuunganisha usambazaji wa shinikizo juu ya pengo la kutenganisha fimbo ya kati kati ya katikati na ukuta (angalia Mchoro 8). Usawa wa nguvu hutoa 19:
ambapo \(y\) ni uratibu wa kawaida kwa uso wa fimbo kutoka katikati ya pengo kati ya vijiti vya kati, na \(K\) ni mzingo wa mstari wa sasa kwenye nafasi \(y\).Kwa tathmini ya uchambuzi wa shinikizo kwenye uso wa fimbo, tunadhania kwamba \({u}_{g}\) ni sare na \(K\left) imefafanuliwa kama mstari wa ver ar(y\left). mahesabu ya nambari.Kwenye ukuta wa fimbo, mpindano huamuliwa na sehemu ya duaradufu ya fimbo kwenye pembe \(\alpha \), yaani \(K\left(g/2\right)=\left(2/d\right){\ mathrm{sin} }^{2}\alpha \) (ona Kielelezo 8 cha mkondo wa mshipa, kuhusu mkondo wa 8). \(y=0\) kwa sababu ya ulinganifu, mzingo kwenye uratibu wa ulimwengu wote \(y\) umetolewa na:
Inaangazia mwonekano wa sehemu-mbali, mbele (kushoto) na juu (chini).Imeundwa kwa kutumia Microsoft Word 2019,
Kwa upande mwingine, kwa kuhifadhi wingi, kasi ya wastani katika ndege inayolingana na mtiririko katika eneo la kipimo \(\langle {u}_{g}\rangle \) inahusiana na kasi ya ingizo:
ambapo \({A}_{i}\) ni eneo la mtiririko wa sehemu mtambuka kwenye ingizo la chaneli na \({A}_{g}\) ni eneo la mtiririko wa sehemu mtambuka katika eneo la kipimo (ona Mchoro 8) mtawalia na:
Kumbuka kuwa \({u}_{g}\) si sawa na \(\lango {u}_{g}\rangle \).Kwa hakika, Kielelezo cha 9 kinaonyesha uwiano wa kasi \({u}_{g}/\langle {u}_{g}\rangle \), unaokokotolewa kwa mlingano.(10)–(14), iliyopangwa kulingana na uwiano wa diski, kulingana na mwelekeo\rete). ambayo inakadiriwa na polynomial ya mpangilio wa pili:
Uwiano wa kasi ya juu\({u}_{g}\) na wastani\(\lango {u}_{g}\rangle \) ya sehemu mtambuka ya kituo\(.\) Mikondo thabiti na yenye misuli inalingana na milinganyo.(5) na anuwai ya viambatanisho vinavyolingana\(\pm 25\5.plonu.plot.www.plot.plot).
Kielelezo cha 10 kinalinganisha \({Eu}_{90}\) na matokeo ya majaribio ya mlingano.(16).Mkengeuko wastani wa wastani ulikuwa 25%, na kiwango cha kuaminika kilikuwa 95%.
Nambari ya Wall Euler katika \(\theta ={90}^{o}\).Mwingo huu unalingana na mlinganyo.(16).Imeundwa na Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Nguvu ya wavu \({f}_{n}\) inayotenda kwenye fimbo ya kati perpendicular kwa mhimili wake inaweza kuhesabiwa kwa kuunganisha shinikizo kwenye uso wa fimbo kama ifuatavyo:
ambapo mgawo wa kwanza ni urefu wa fimbo ndani ya kituo, na ushirikiano unafanywa kati ya 0 na 2π.
Makadirio ya \({f}_{n}\) katika mwelekeo wa mtiririko wa maji yanapaswa kuendana na shinikizo kati ya njia ya kuingilia na kutoka kwa chaneli, isipokuwa msuguano unaofanana na fimbo na mdogo kwa sababu ya kutokamilika kwa sehemu ya baadaye Mzunguko wa kasi hauna usawa. Kwa hiyo,
Kielelezo cha 11 kinaonyesha mchoro wa milinganyo.(20) ilionyesha kukubaliana vizuri kwa hali zote za majaribio.Hata hivyo, kuna mkengeuko kidogo wa 8% upande wa kulia, ambao unaweza kuhusishwa na kutumika kama makadirio ya usawa wa kasi kati ya mlango wa kuingilia na kutoka.
Salio la nishati ya kituo. Laini inalingana na mlingano.(20).Kigawo cha uwiano cha Pearson kilikuwa 0.97.Imeundwa kwa Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Kutofautisha pembe ya mwelekeo wa fimbo, shinikizo kwenye ukuta wa uso wa fimbo na kushuka kwa shinikizo kwenye chaneli na mistari ya kupita ya vijiti vinne vya silinda vilipimwa. Makusanyiko matatu ya fimbo ya kipenyo tofauti yalijaribiwa.Katika safu ya nambari iliyojaribiwa ya Reynolds, kati ya 2500 na 6500, mwelekeo wa kiwango cha Euler. mitungi, ikiwa ya juu zaidi mbele na ya chini kabisa kwenye pengo la upande kati ya vijiti, ikirudi nyuma kwa sababu ya mgawanyiko wa safu ya mpaka.
Data ya majaribio huchanganuliwa kwa kutumia mazingatio ya uhifadhi wa kasi na tathmini za nusu-jaribio ili kupata nambari zisizobadilika zisizo na kipimo ambazo huhusisha nambari za Euler na vipimo vya tabia vya chaneli na vijiti. Vipengele vyote vya kijiometri vya kuzuia vinawakilishwa kikamilifu na uwiano kati ya kipenyo cha fimbo na pengo kati ya vijiti (kiwima) na urefu wa kituo (wima).
Kanuni ya uhuru hupatikana kwa kushikilia nambari nyingi za Euler zinazoonyesha shinikizo katika maeneo tofauti, yaani, ikiwa shinikizo ni lisilo na kipimo kwa kutumia makadirio ya kasi ya ingizo ya kawaida kwa fimbo, seti hiyo haitegemei pembe ya kuzamisha. Kwa kuongeza, kipengele kinahusiana na wingi na kasi ya mtiririko Milinganyo ya uhifadhi ni thabiti na inaunga mkono kanuni ya majaribio iliyo hapo juu. Shinikizo la uso wa fimbo tu kwenye pengo kati ya vijiti hupotoka kidogo kutoka kwa kanuni hii. Uwiano wa nusu-empirical usio na kipimo huzalishwa ambayo inaweza kutumika kubuni vifaa sawa vya hydraulic. Mbinu hii ya classical iliyoripotiwa inalingana na matumizi ya hivi karibuni ya Betri hydraulics na hemodynamics20,21,22,23,24.
Matokeo ya kuvutia hasa yanatokana na uchanganuzi wa kushuka kwa shinikizo kati ya sehemu ya kuingiza na kutoka kwa sehemu ya jaribio. Ndani ya kutokuwa na uhakika wa majaribio, mgawo unaotokana wa kukokota unalingana na umoja, ambao unaonyesha kuwepo kwa vigezo vifuatavyo visivyobadilika:
Kumbuka ukubwa \(\kushoto(d/g+2\kulia)d/g\) katika kipunguzo cha mlinganyo.(23) ni ukubwa katika mabano katika mlingano.(4), vinginevyo inaweza kuhesabiwa kwa kiwango cha chini kabisa na kisicholipishwa cha sehemu-mbali kulingana na fimbo, \({A}_{m}}\) na {} nambari za zamani zinapendekeza \(A) na \(A) zinapendekeza \(} kubaki ndani ya aina mbalimbali za utafiti wa sasa (40,000-67,000 kwa njia na 2500-6500 kwa vijiti) .Ni muhimu kutambua kwamba ikiwa kuna tofauti ya joto ndani ya kituo, inaweza kuathiri wiani wa maji.Katika kesi hii, mabadiliko ya jamaa katika nambari ya Euler yanaweza kukadiriwa kwa kuzidisha tofauti ya juu ya upanuzi wa joto inayotarajiwa kwa mgawo wa juu wa joto.
Ruck, S., Köhler, S., Schlindwein, G., na Arbeiter, F. Vipimo vya uhamisho wa joto na kushuka kwa shinikizo katika chaneli iliyochochewa na mbavu zenye umbo tofauti ukutani.expert.Heat Transfer 31, 334–354 (2017).
Wu, L., Arenas, L., Graves, J., na Walsh, F. Uainishaji wa seli za mtiririko: taswira ya mtiririko, kushuka kwa shinikizo, na usafiri wa wingi katika elektrodi zenye mwelekeo-mbili katika chaneli za mstatili.J. Electrochemistry.Chama cha Ujamaa.167, 043505 (2020).
Liu, S., Dou, X., Zeng, Q. & Liu, J. Vigezo muhimu vya madoido ya Jamin katika kapilari zilizo na sehemu-tofauti zilizobana.J. Petroli.sayansi.Uingereza.196, 107635 (2021).