Nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி. நீங்கள் பயன்படுத்தும் உலாவி பதிப்பில் CSS-க்கு குறைந்த ஆதரவு உள்ளது. சிறந்த அனுபவத்திற்கு, புதுப்பிக்கப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் இணக்கத்தன்மை பயன்முறையை முடக்கவும்). இதற்கிடையில், தொடர்ச்சியான ஆதரவை உறுதிசெய்ய, ஸ்டைல்கள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் தளத்தைக் காண்பிப்போம்.
நான்கு சாய்ந்த உருளை தண்டுகளின் குறுக்குவெட்டு கோடுகளால் தடுக்கப்பட்ட ஒரு செவ்வக சேனலில் சோதனைகள் செய்யப்பட்டன. மைய தண்டு மேற்பரப்பில் உள்ள அழுத்தம் மற்றும் சேனலின் குறுக்கே உள்ள அழுத்தம் வீழ்ச்சி ஆகியவை தடியின் சாய்வு கோணத்தை மாற்றுவதன் மூலம் அளவிடப்பட்டன. மூன்று வெவ்வேறு விட்டம் கொண்ட தண்டு கூட்டங்கள் சோதிக்கப்பட்டன. அளவீட்டு முடிவுகள் உந்தத்தைப் பாதுகாத்தல் மற்றும் அரை-அனுபவக் கருத்தாய்வுகளைப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகின்றன. அமைப்பின் முக்கியமான இடங்களில் உள்ள அழுத்தத்தை தடியின் சிறப்பியல்பு பரிமாணங்களுடன் தொடர்புபடுத்தும் பரிமாணமற்ற அளவுருக்களின் பல மாறாத தொகுப்புகள் உருவாக்கப்படுகின்றன. வெவ்வேறு இடங்களில் அழுத்தத்தை வகைப்படுத்தும் பெரும்பாலான யூலர் எண்களுக்கு சுதந்திரக் கொள்கை பொருந்தும், அதாவது தடியின் இயல்பான நுழைவாயில் வேகத்தின் ப்ரொஜெக்ஷனைப் பயன்படுத்தி அழுத்தம் பரிமாணமற்றதாக இருந்தால், தொகுப்பு சாய்வு கோணத்திலிருந்து சுயாதீனமாக இருக்கும். இதன் விளைவாக வரும் அரை-அனுபவ தொடர்பு ஒத்த ஹைட்ராலிக்ஸை வடிவமைக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம்.
பல வெப்பம் மற்றும் நிறை பரிமாற்ற சாதனங்கள் தொகுதிகள், சேனல்கள் அல்லது செல்களின் தொகுப்பைக் கொண்டிருக்கின்றன, இதன் மூலம் திரவங்கள் தண்டுகள், இடையகங்கள், செருகல்கள் போன்ற அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ சிக்கலான உள் கட்டமைப்புகளில் செல்கின்றன. மிக சமீபத்தில், உள் அழுத்த விநியோகம் மற்றும் சிக்கலான உள் உறுப்புகளில் உள்ள சக்திகளை தொகுதியின் ஒட்டுமொத்த அழுத்த வீழ்ச்சியுடன் இணைக்கும் வழிமுறைகளை நன்கு புரிந்துகொள்வதில் ஆர்வம் புதுப்பிக்கப்பட்டுள்ளது. மற்றவற்றுடன், இந்த ஆர்வம் பொருள் அறிவியலில் புதுமைகள், எண் உருவகப்படுத்துதல்களுக்கான கணக்கீட்டு திறன்களின் விரிவாக்கம் மற்றும் சாதனங்களின் அதிகரித்து வரும் மினியேட்டரைசேஷன் ஆகியவற்றால் தூண்டப்பட்டுள்ளது. அழுத்தம் உள் விநியோகம் மற்றும் இழப்புகள் பற்றிய சமீபத்திய சோதனை ஆய்வுகளில் பல்வேறு வடிவ விலா எலும்புகள் 1, மின்வேதியியல் உலை செல்கள் 2, தந்துகி சுருக்கம் 3 மற்றும் லேட்டிஸ் பிரேம் பொருட்கள் 4 ஆகியவற்றால் கரடுமுரடான சேனல்கள் அடங்கும்.
மிகவும் பொதுவான உள் கட்டமைப்புகள், அலகு தொகுதிகள் வழியாக உருளை வடிவ தண்டுகள் ஆகும், அவை தொகுக்கப்பட்டவை அல்லது தனிமைப்படுத்தப்பட்டவை. வெப்பப் பரிமாற்றிகளில், இந்த உள்ளமைவு ஷெல் பக்கத்தில் பொதுவானது. ஷெல் பக்க அழுத்த வீழ்ச்சி என்பது நீராவி ஜெனரேட்டர்கள், மின்தேக்கிகள் மற்றும் ஆவியாக்கிகள் போன்ற வெப்பப் பரிமாற்றிகளின் வடிவமைப்போடு தொடர்புடையது. சமீபத்திய ஆய்வில், வாங் மற்றும் பலர். 5 தண்டுகளின் ஒருங்கிணைந்த உள்ளமைவில் மறு இணைப்பு மற்றும் இணை-பிரிவு ஓட்ட நிலைகளைக் கண்டறிந்தனர். லியு மற்றும் பலர்.6 வெவ்வேறு சாய்வு கோணங்களுடன் உள்ளமைக்கப்பட்ட இரட்டை U- வடிவ குழாய் மூட்டைகளுடன் செவ்வக சேனல்களில் அழுத்த வீழ்ச்சியை அளந்தனர் மற்றும் நுண்துளை ஊடகத்துடன் ராட் மூட்டைகளை உருவகப்படுத்தும் ஒரு எண் மாதிரியை அளவீடு செய்தனர்.
எதிர்பார்த்தபடி, ஒரு சிலிண்டர் வங்கியின் ஹைட்ராலிக் செயல்திறனைப் பாதிக்கும் பல உள்ளமைவு காரணிகள் உள்ளன: ஏற்பாட்டின் வகை (எ.கா., தடுமாறிய அல்லது வரிசையாக), ஒப்பீட்டு பரிமாணங்கள் (எ.கா., சுருதி, விட்டம், நீளம்) மற்றும் சாய்வு கோணம் போன்றவை. பல ஆசிரியர்கள் வடிவியல் அளவுருக்களின் ஒருங்கிணைந்த விளைவுகளைப் பிடிக்க வடிவமைப்புகளை வழிநடத்த பரிமாணமற்ற அளவுகோல்களைக் கண்டுபிடிப்பதில் கவனம் செலுத்தினர். சமீபத்திய சோதனை ஆய்வில், கிம் மற்றும் பலர். 7, யூனிட் செல்லின் நீளத்தை ஒரு கட்டுப்பாட்டு அளவுருவாகப் பயன்படுத்தி, டேன்டெம் மற்றும் தடுமாறிய வரிசைகள் மற்றும் 103 மற்றும் 104 க்கு இடையிலான ரெனால்ட்ஸ் எண்களைப் பயன்படுத்தி ஒரு பயனுள்ள போரோசிட்டி மாதிரியை முன்மொழிந்தனர். ஸ்னார்ஸ்கி8, நீர் சுரங்கப்பாதையில் ஒரு சிலிண்டருடன் இணைக்கப்பட்ட முடுக்கமானிகள் மற்றும் ஹைட்ரோஃபோன்களிலிருந்து வரும் சக்தி நிறமாலை, ஓட்ட திசையின் சாய்வுடன் எவ்வாறு மாறுபடுகிறது என்பதை ஆய்வு செய்தது. மரினோ மற்றும் பலர். 9, யாவ் காற்றோட்டத்தில் ஒரு உருளை கம்பியைச் சுற்றியுள்ள சுவர் அழுத்த விநியோகத்தை ஆய்வு செய்தனர். மித்யாகோவ் மற்றும் பலர். 10, ஸ்டீரியோ PIV ஐப் பயன்படுத்தி ஒரு யாவ் செய்யப்பட்ட சிலிண்டருக்குப் பிறகு வேக புலத்தை வரைந்தனர். ஆலம் மற்றும் பலர். 11, ரெனால்ட்ஸ் எண் மற்றும் வடிவியல் விகிதத்தின் சுழல் உதிர்தலின் விளைவுகளை மையமாகக் கொண்டு, டேன்டெம் சிலிண்டர்கள் பற்றிய விரிவான ஆய்வை மேற்கொண்டனர். அவர்களால் ஐந்து நிலைகளை அடையாளம் காண முடிந்தது, அதாவது பூட்டுதல், இடைப்பட்ட பூட்டுதல், பூட்டுதல் இல்லாதது, சப்ஹார்மோனிக் பூட்டுதல் மற்றும் வெட்டு அடுக்கு மறு இணைப்பு நிலைகள். சமீபத்திய எண் ஆய்வுகள் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட யாவ் சிலிண்டர்கள் வழியாக ஓட்டத்தில் சுழல் கட்டமைப்புகள் உருவாவதை சுட்டிக்காட்டியுள்ளன.
பொதுவாக, ஒரு யூனிட் செல்லின் ஹைட்ராலிக் செயல்திறன், குறிப்பிட்ட சோதனை அளவீடுகளின் அனுபவ தொடர்புகளால் அளவிடப்படும் உள் கட்டமைப்பின் உள்ளமைவு மற்றும் வடிவவியலைப் பொறுத்தது என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. காலமுறை கூறுகளால் ஆன பல சாதனங்களில், ஒவ்வொரு கலத்திலும் ஓட்ட வடிவங்கள் மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்படுகின்றன, இதனால், பிரதிநிதி செல்கள் தொடர்பான தகவல்களை பல அளவிலான மாதிரிகள் மூலம் கட்டமைப்பின் ஒட்டுமொத்த ஹைட்ராலிக் நடத்தையை வெளிப்படுத்த பயன்படுத்தலாம். இந்த சமச்சீர் நிகழ்வுகளில், பொதுவான பாதுகாப்பு கொள்கைகள் பயன்படுத்தப்படும் குறிப்பிட்ட தன்மையின் அளவை பெரும்பாலும் குறைக்கலாம். ஒரு பொதுவான உதாரணம் ஒரு துளை தட்டுக்கான வெளியேற்ற சமன்பாடு 15. சாய்ந்த தண்டுகளின் சிறப்பு வழக்கில், வரையறுக்கப்பட்ட அல்லது திறந்த ஓட்டத்தில் இருந்தாலும், இலக்கியத்தில் அடிக்கடி மேற்கோள் காட்டப்பட்டு வடிவமைப்பாளர்களால் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு சுவாரஸ்யமான அளவுகோல், சிலிண்டர் அச்சுக்கு செங்குத்தாக ஓட்ட கூறுக்கு மேலாதிக்க ஹைட்ராலிக் அளவு (எ.கா., அழுத்தம் வீழ்ச்சி, விசை, சுழல் உதிர்தல் அதிர்வெண் போன்றவை) தொடர்பு கொள்ள வேண்டும். இது பெரும்பாலும் சுதந்திரக் கொள்கை என்று குறிப்பிடப்படுகிறது மற்றும் ஓட்ட இயக்கவியல் முதன்மையாக உள்வரும் இயல்பான கூறுகளால் இயக்கப்படுகிறது என்றும் சிலிண்டர் அச்சுடன் சீரமைக்கப்பட்ட அச்சு கூறுகளின் விளைவு மிகக் குறைவு என்றும் கருதுகிறது. இதன் செல்லுபடியாகும் வரம்பில் இலக்கியத்தில் ஒருமித்த கருத்து இல்லை என்றாலும் அளவுகோல், பல சந்தர்ப்பங்களில் இது அனுபவ தொடர்புகளின் பொதுவான சோதனை நிச்சயமற்ற தன்மைகளுக்குள் பயனுள்ள மதிப்பீடுகளை வழங்குகிறது. சுயாதீனக் கொள்கையின் செல்லுபடியாகும் தன்மை குறித்த சமீபத்திய ஆய்வுகளில் சுழல் தூண்டப்பட்ட அதிர்வு16 மற்றும் ஒற்றை-கட்டம் மற்றும் இரண்டு-கட்ட சராசரி இழுவை417 ஆகியவை அடங்கும்.
தற்போதைய வேலையில், நான்கு சாய்ந்த உருளை தண்டுகளின் குறுக்கு கோடு கொண்ட ஒரு சேனலில் உள்ளக அழுத்தம் மற்றும் அழுத்த வீழ்ச்சியின் ஆய்வின் முடிவுகள் வழங்கப்படுகின்றன. சாய்வின் கோணத்தை மாற்றி, வெவ்வேறு விட்டம் கொண்ட மூன்று தடி கூட்டங்களை அளவிடவும். தடி மேற்பரப்பில் உள்ள அழுத்த விநியோகம் சேனலில் உள்ள ஒட்டுமொத்த அழுத்த வீழ்ச்சியுடன் தொடர்புடைய பொறிமுறையை ஆராய்வதே ஒட்டுமொத்த இலக்காகும். சுதந்திரக் கொள்கையின் செல்லுபடியை மதிப்பிடுவதற்கு பெர்னௌலியின் சமன்பாடு மற்றும் உந்தத்தைப் பாதுகாக்கும் கொள்கையைப் பயன்படுத்தி சோதனை தரவு பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகிறது. இறுதியாக, பரிமாணமற்ற அரை-அனுபவ தொடர்புகள் உருவாக்கப்படுகின்றன, அவை ஒத்த ஹைட்ராலிக் சாதனங்களை வடிவமைக்கப் பயன்படும்.
சோதனை அமைப்பானது ஒரு செவ்வக சோதனைப் பிரிவைக் கொண்டிருந்தது, இது ஒரு அச்சு விசிறியால் வழங்கப்பட்ட காற்று ஓட்டத்தைப் பெற்றது. சோதனைப் பிரிவில் இரண்டு இணையான மைய தண்டுகள் மற்றும் சேனல் சுவர்களில் பதிக்கப்பட்ட இரண்டு அரை-தண்டுகள் கொண்ட ஒரு அலகு உள்ளது, படம் 1e இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அனைத்தும் ஒரே விட்டம் கொண்டவை. படங்கள் 1a–e சோதனை அமைப்பின் ஒவ்வொரு பகுதியின் விரிவான வடிவியல் மற்றும் பரிமாணங்களைக் காட்டுகின்றன. படம் 3 செயல்முறை அமைப்பைக் காட்டுகிறது.
ஒரு இன்லெட் பிரிவு (மிமீ நீளம்). Openscad 2021.01 ஐப் பயன்படுத்தி b ஐ உருவாக்கவும், openscad.org. பிரதான சோதனைப் பிரிவு (மிமீ நீளம்). Openscad 2021.01 உடன் உருவாக்கப்பட்டது, openscad.org c பிரதான சோதனைப் பிரிவின் குறுக்குவெட்டுக் காட்சி (மிமீ நீளம்). Openscad 2021.01 ஐப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டது, openscad.org d ஏற்றுமதிப் பிரிவு (மிமீ நீளம்). Openscad 2021.01 உடன் உருவாக்கப்பட்டது, openscad.org இன் சோதனைப் பிரிவின் வெடித்த பார்வை e. Openscad 2021.01 உடன் உருவாக்கப்பட்டது, openscad.org.
வெவ்வேறு விட்டம் கொண்ட மூன்று செட் தண்டுகள் சோதிக்கப்பட்டன. அட்டவணை 1 ஒவ்வொரு வழக்கின் வடிவியல் பண்புகளையும் பட்டியலிடுகிறது. தண்டுகள் ஒரு நீட்சிப் பொருளில் பொருத்தப்பட்டுள்ளன, இதனால் ஓட்ட திசையுடன் தொடர்புடைய கோணம் 90° முதல் 30° வரை மாறுபடும் (படங்கள் 1b மற்றும் 3). அனைத்து தண்டுகளும் துருப்பிடிக்காத எஃகால் ஆனவை, மேலும் அவை அவற்றுக்கிடையே ஒரே இடைவெளி தூரத்தை பராமரிக்க மையப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. தண்டுகளின் ஒப்பீட்டு நிலை சோதனைப் பகுதிக்கு வெளியே அமைந்துள்ள இரண்டு இடைவெளிகளால் சரி செய்யப்படுகிறது.
சோதனைப் பிரிவின் நுழைவாயில் ஓட்ட விகிதம் படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அளவீடு செய்யப்பட்ட வென்டூரி மூலம் அளவிடப்பட்டது, மேலும் DP செல் ஹனிவெல் SCX ஐப் பயன்படுத்தி கண்காணிக்கப்பட்டது. சோதனைப் பிரிவின் வெளியேறும் இடத்தில் உள்ள திரவ வெப்பநிலை PT100 வெப்பமானி மூலம் அளவிடப்பட்டு 45±1°C இல் கட்டுப்படுத்தப்பட்டது. ஒரு பிளானர் வேக விநியோகத்தை உறுதி செய்வதற்கும், சேனலின் நுழைவாயிலில் கொந்தளிப்பின் அளவைக் குறைப்பதற்கும், உள்வரும் நீர் ஓட்டம் மூன்று உலோகத் திரைகள் வழியாக கட்டாயப்படுத்தப்படுகிறது. கடைசித் திரைக்கும் கம்பிக்கும் இடையில் தோராயமாக 4 ஹைட்ராலிக் விட்டம் கொண்ட ஒரு தீர்வு தூரம் பயன்படுத்தப்பட்டது, மேலும் வெளியேறும் நீளம் 11 ஹைட்ராலிக் விட்டம் ஆகும்.
நுழைவாயில் ஓட்ட வேகத்தை (மில்லிமீட்டரில் நீளம்) அளவிடப் பயன்படுத்தப்படும் வென்டூரி குழாயின் திட்ட வரைபடம். Openscad 2021.01, openscad.org உடன் உருவாக்கப்பட்டது.
சோதனைப் பிரிவின் நடுப்பகுதியில் 0.5 மிமீ அழுத்தத் தட்டு மூலம் மையக் கம்பியின் முகங்களில் ஒன்றில் அழுத்தத்தைக் கண்காணிக்கவும். குழாய் விட்டம் 5° கோண இடைவெளிக்கு ஒத்திருக்கிறது; எனவே கோணத் துல்லியம் தோராயமாக 2° ஆகும். படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, கண்காணிக்கப்பட்ட கம்பியை அதன் அச்சில் சுழற்றலாம். கம்பி மேற்பரப்பு அழுத்தத்திற்கும் சோதனைப் பிரிவின் நுழைவாயிலில் உள்ள அழுத்தத்திற்கும் இடையிலான வேறுபாடு ஒரு வேறுபட்ட DP செல் ஹனிவெல் SCX தொடரைப் பயன்படுத்தி அளவிடப்படுகிறது. இந்த அழுத்த வேறுபாடு ஒவ்வொரு பட்டை ஏற்பாட்டிற்கும் அளவிடப்படுகிறது, மாறுபடும் ஓட்ட வேகம், சாய்வு கோணம் \(\alpha \) மற்றும் அசிமுத் கோணம் \(\theta \).
ஓட்ட அமைப்புகள். சேனல் சுவர்கள் சாம்பல் நிறத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளன. ஓட்டம் இடமிருந்து வலமாக பாய்கிறது மற்றும் தடியால் தடுக்கப்படுகிறது. பார்வை “A” தடி அச்சுக்கு செங்குத்தாக உள்ளது என்பதை நினைவில் கொள்க. வெளிப்புற தண்டுகள் பக்கவாட்டு சேனல் சுவர்களில் அரை-உட்பொதிக்கப்பட்டுள்ளன. சாய்வின் கோணத்தை அளவிட ஒரு புரோட்ராக்டர் பயன்படுத்தப்படுகிறது \(\alpha \). Openscad 2021.01 உடன் உருவாக்கப்பட்டது, openscad.org.
இந்த பரிசோதனையின் நோக்கம், சேனல் நுழைவாயில்களுக்கு இடையிலான அழுத்த வீழ்ச்சியையும், மையக் கம்பியின் மேற்பரப்பில் உள்ள அழுத்தத்தையும், \(\தீட்டா\) மற்றும் \(\ஆல்பா\) ஆகியவற்றை வெவ்வேறு திசைக்கோணங்கள் மற்றும் சரிவுகளுக்கு அளவிடுவதும் விளக்குவதுமாகும். முடிவுகளைச் சுருக்கமாகக் கூற, வேறுபட்ட அழுத்தம் பரிமாணமற்ற வடிவத்தில் யூலரின் எண்ணாக வெளிப்படுத்தப்படும்:
இங்கு \(\rho \) என்பது திரவ அடர்த்தி, \({u}_{i}\) என்பது சராசரி நுழைவாயில் வேகம், \({p}_{i}\) என்பது நுழைவாயில் அழுத்தம், மற்றும் \({p }_{w}\) என்பது தண்டு சுவரில் கொடுக்கப்பட்ட புள்ளியில் உள்ள அழுத்தம். நுழைவாயில் வால்வின் திறப்பால் தீர்மானிக்கப்படும் மூன்று வெவ்வேறு வரம்புகளுக்குள் நுழைவாயில் வேகம் நிலைப்படுத்தப்படுகிறது. இதன் விளைவாக வரும் வேகங்கள் 6 முதல் 10 மீ/வி வரை இருக்கும், இது சேனல் ரெனால்ட்ஸ் எண்ணுடன் தொடர்புடையது, \(Re\equiv {u}_{i}H/\nu \) (இங்கு \(H\) என்பது சேனலின் உயரம், மற்றும் \(\nu \) என்பது இயக்கவியல் பாகுத்தன்மை) 40,000 முதல் 67,000 வரை இருக்கும். தண்டு ரெனால்ட்ஸ் எண் (\(Re\equiv {u}_{i}d/\nu \)) 2500 முதல் 6500 வரை இருக்கும். இல் பதிவுசெய்யப்பட்ட சமிக்ஞைகளின் ஒப்பீட்டு நிலையான விலகலால் மதிப்பிடப்பட்ட கொந்தளிப்பு தீவிரம் வென்டூரி சராசரியாக 5% ஆகும்.
படம் 4, \(\alpha \) = 30°, 50° மற்றும் 70° ஆகிய மூன்று சாய்வு கோணங்களால் அளவுருவாக்கப்பட்ட அசிமுத் கோணம் \(\theta \) உடன் \({Eu}_{w}\) இன் தொடர்பைக் காட்டுகிறது. அளவீடுகள் தடியின் விட்டத்தின் படி மூன்று வரைபடங்களாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன. சோதனை நிச்சயமற்ற தன்மைக்குள், பெறப்பட்ட யூலர் எண்கள் ஓட்ட விகிதத்திலிருந்து சுயாதீனமாக இருப்பதைக் காணலாம். θ மீதான பொதுவான சார்பு ஒரு வட்டத் தடையின் சுற்றளவைச் சுற்றியுள்ள சுவர் அழுத்தத்தின் வழக்கமான போக்கைப் பின்பற்றுகிறது. ஓட்டத்தை எதிர்கொள்ளும் கோணங்களில், அதாவது, 0 முதல் 90° வரையிலான θ, தடி சுவர் அழுத்தம் குறைந்து, 90° இல் குறைந்தபட்சத்தை அடைகிறது, இது ஓட்டப் பகுதி வரம்புகள் காரணமாக வேகம் அதிகமாக இருக்கும் தண்டுகளுக்கு இடையிலான இடைவெளிக்கு ஒத்திருக்கிறது. அதன் பிறகு, 90° முதல் 100° வரை θ இன் அழுத்தம் மீட்பு உள்ளது, அதன் பிறகு தடி சுவரின் பின்புற எல்லை அடுக்கு பிரிப்பதால் அழுத்தம் சீராக இருக்கும். குறைந்தபட்ச அழுத்தத்தின் கோணத்தில் எந்த மாற்றமும் இல்லை என்பதை நினைவில் கொள்க, இது கோண்டா விளைவுகள் போன்ற அருகிலுள்ள வெட்டு அடுக்குகளிலிருந்து ஏற்படக்கூடிய இடையூறுகள் இரண்டாம் நிலை என்பதைக் குறிக்கிறது.
வெவ்வேறு சாய்வு கோணங்கள் மற்றும் தண்டு விட்டங்களுக்கு ஏற்ப தடியை சுற்றியுள்ள சுவரின் யூலர் எண்ணின் மாறுபாடு. Gnuplot 5.4 உடன் உருவாக்கப்பட்டது, www.gnuplot.info.
பின்வருவனவற்றில், யூலர் எண்களை வடிவியல் அளவுருக்கள், அதாவது அம்ச நீள விகிதங்கள் \(d/g\) மற்றும் \(d/H\) (இங்கு \(H\) என்பது சேனலின் உயரம்) மற்றும் சாய்வு \(\alpha \) மூலம் மட்டுமே மதிப்பிட முடியும் என்ற அனுமானத்தின் அடிப்படையில் முடிவுகளை நாங்கள் பகுப்பாய்வு செய்கிறோம். ஒரு பிரபலமான நடைமுறை விதி, யாவ் கம்பியில் உள்ள திரவ கட்டமைப்பு விசை, கம்பி அச்சுக்கு செங்குத்தாக உள்ளீட்டு வேகத்தின் திட்டத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, \({u}_{n}={u}_{i}\mathrm {sin} \alpha \) என்று கூறுகிறது. இது சில நேரங்களில் சுதந்திரக் கொள்கை என்று அழைக்கப்படுகிறது. பின்வரும் பகுப்பாய்வின் குறிக்கோள்களில் ஒன்று, ஓட்டம் மற்றும் தடைகள் மூடிய சேனல்களுக்குள் மட்டுப்படுத்தப்பட்டிருக்கும் நமது விஷயத்தில் இந்தக் கொள்கை பொருந்துமா என்பதை ஆராய்வதாகும்.
இடைநிலை தண்டு மேற்பரப்பின் முன்புறத்தில் அளவிடப்படும் அழுத்தத்தைக் கருத்தில் கொள்வோம், அதாவது θ = 0. பெர்னௌலியின் சமன்பாட்டின்படி, இந்த நிலையில் உள்ள அழுத்தம் \({p}_{o}\) பூர்த்தி செய்கிறது:
இங்கு \({u}_{o}\) என்பது θ = 0 இல் கம்பி சுவருக்கு அருகிலுள்ள திரவ வேகம் ஆகும், மேலும் ஒப்பீட்டளவில் சிறிய மீளமுடியாத இழப்புகளை நாங்கள் கருதுகிறோம். இயக்க ஆற்றல் காலப்பகுதியில் டைனமிக் அழுத்தம் சுயாதீனமானது என்பதை நினைவில் கொள்க. \({u}_{o}\) காலியாக இருந்தால் (அதாவது தேக்க நிலை), யூலர் எண்கள் ஒன்றிணைக்கப்பட வேண்டும். இருப்பினும், படம் 4 இல் \(\theta =0\) இல் விளைவான \({Eu}_{w}\) இந்த மதிப்புக்கு அருகில் உள்ளது, ஆனால் சரியாக சமமாக இல்லை என்பதைக் காணலாம், குறிப்பாக பெரிய சாய்வு கோணங்களுக்கு. இது கம்பி மேற்பரப்பில் உள்ள வேகம் \(\theta =0\) இல் மறைந்துவிடாது என்பதைக் குறிக்கிறது, இது கம்பி சாய்வால் உருவாக்கப்பட்ட மின்னோட்டக் கோடுகளின் மேல்நோக்கிய விலகலால் அடக்கப்படலாம். ஓட்டம் சோதனைப் பிரிவின் மேல் மற்றும் கீழ் பகுதிகளுக்கு மட்டுப்படுத்தப்பட்டிருப்பதால், இந்த விலகல் இரண்டாம் நிலை மறுசுழற்சியை உருவாக்க வேண்டும், கீழே அச்சு வேகத்தை அதிகரிக்கிறது மற்றும் மேலே வேகத்தைக் குறைக்கிறது. மேலே உள்ள விலகலின் அளவு தண்டின் நுழைவாயில் வேகத்தின் கணிப்பு என்று வைத்துக்கொள்வோம் (அதாவது \({u}_{i}\mathrm{cos}\alpha \)), தொடர்புடைய யூலர் எண் முடிவு:
படம் 5 சமன்பாடுகளை ஒப்பிடுகிறது.(3) இது தொடர்புடைய சோதனை தரவுகளுடன் நல்ல உடன்பாட்டைக் காட்டுகிறது.சராசரி விலகல் 25% ஆகவும், நம்பிக்கை நிலை 95% ஆகவும் இருந்தது.சமன்பாடு என்பதை நினைவில் கொள்ளவும்.(3) சுதந்திரக் கொள்கைக்கு ஏற்ப.அதேபோல், படம் 6, யூலர் எண் தடியின் பின்புற மேற்பரப்பில் உள்ள அழுத்தத்திற்கு ஒத்திருக்கிறது, \({p}_{180}\), மற்றும் சோதனைப் பிரிவின் வெளியேறும் இடத்தில், \({p}_{e}\), மேலும் \({\mathrm{sin}}^{2}\alpha \) க்கு விகிதாசார போக்கையும் பின்பற்றுகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது.இரு சந்தர்ப்பங்களிலும், குணகம் தடியின் விட்டத்தைப் பொறுத்தது, இது நியாயமானது, ஏனெனில் பிந்தையது தடைபட்ட பகுதியை தீர்மானிக்கிறது.இந்த அம்சம் ஒரு துளை தட்டின் அழுத்தம் வீழ்ச்சியைப் போன்றது, அங்கு குறிப்பிட்ட இடங்களில் ஓட்ட சேனல் ஓரளவு குறைக்கப்படுகிறது.இந்த சோதனைப் பிரிவில், துளையின் பங்கு தண்டுகளுக்கு இடையிலான இடைவெளியால் வகிக்கப்படுகிறது.இந்த சந்தர்ப்பத்தில், த்ரோட்டிலிங்கில் அழுத்தம் கணிசமாகக் குறைகிறது மற்றும் அது பின்னோக்கி விரிவடையும் போது ஓரளவு மீண்டு வருகிறது.வரம்பை கருத்தில் கொண்டு கம்பி அச்சுக்கு செங்குத்தாக ஒரு அடைப்பாக, கம்பியின் முன் மற்றும் பின்புறம் இடையே உள்ள அழுத்த வீழ்ச்சியை 18 என எழுதலாம்:
இங்கு \({c}_{d}\) என்பது θ = 90° மற்றும் θ = 180° இடையேயான பகுதி அழுத்த மீட்டெடுப்பை விளக்கும் ஒரு இழுவை குணகம் ஆகும், மேலும் \({A}_{m}\) மற்றும் \ ({A}_{f}\) என்பது தண்டு அச்சுக்கு செங்குத்தாக ஒரு அலகு நீளத்திற்கு குறைந்தபட்ச இலவச குறுக்குவெட்டு ஆகும், மேலும் தண்டு விட்டத்துடனான அதன் உறவு \({A}_{f}/{A}_{m}=\ ​​இடது (g+d\வலது)/g\). தொடர்புடைய யூலர் எண்கள்:
டிப் செயல்பாடாக \(\theta =0\) இல் உள்ள சுவர் யூலர் எண். இந்த வளைவு சமன்பாட்டிற்கு ஒத்திருக்கிறது.(3).Gnuplot 5.4 உடன் உருவாக்கப்பட்டது, www.gnuplot.info.
வால் யூலர் எண் \(\theta =18{0}^{o}\) (முழு அடையாளம்) மற்றும் வெளியேறு (வெற்று அடையாளம்) இல் டிப் உடன் மாறுகிறது. இந்த வளைவுகள் சுதந்திரக் கொள்கைக்கு ஒத்திருக்கின்றன, அதாவது \(Eu\propto {\mathrm{sin}}^{2}\alpha \).Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info உடன் உருவாக்கப்பட்டது.
படம் 7, \({Eu}_{0-180}/{\mathrm{sin}}^{2}\alpha \) இன் சார்பை \(d/g\) காட்டுகிறது, இது தீவிர நல்ல நிலைத்தன்மையைக் காட்டுகிறது.(5). பெறப்பட்ட இழுவை குணகம் \({c}_{d}=1.28\pm 0.02\) ஆகும், இதன் நம்பக நிலை 67% ஆகும். அதேபோல், சோதனைப் பிரிவின் நுழைவாயில் மற்றும் வெளியேறும் இடத்திற்கு இடையேயான மொத்த அழுத்த வீழ்ச்சி இதேபோன்ற போக்கைப் பின்பற்றுகிறது, ஆனால் வெவ்வேறு குணகங்களுடன், பட்டைக்கும் சேனலின் வெளியேறும் இடத்திற்கும் இடையிலான பின்புற இடத்தில் அழுத்த மீட்டெடுப்பைக் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது. தொடர்புடைய இழுவை குணகம் \({c}_{d}=1.00\pm 0.05\) ஆகும், இதன் நம்பக நிலை 67% ஆகும்.
இழுவை குணகம் தடியின் முன்னும் பின்னும் உள்ள \(d/g\) அழுத்த வீழ்ச்சியுடன் தொடர்புடையது\(\left({Eu}_{0-180}\right)\) மற்றும் சேனல் நுழைவாயில் மற்றும் வெளியேறும் இடத்திற்கு இடையிலான மொத்த அழுத்த வீழ்ச்சியுடன் தொடர்புடையது. சாம்பல் நிறப் பகுதி என்பது தொடர்புக்கான 67% நம்பிக்கைப் பட்டையாகும். Gnuplot 5.4 உடன் உருவாக்கப்பட்டது, www.gnuplot.info.
θ = 90° இல் உள்ள கம்பி மேற்பரப்பில் குறைந்தபட்ச அழுத்தம் \({p}_{90}\) சிறப்பு கையாளுதல் தேவைப்படுகிறது. பெர்னௌலியின் சமன்பாட்டின்படி, கம்பிகளுக்கு இடையிலான இடைவெளி வழியாக தற்போதைய கோட்டில், மையத்தில் உள்ள அழுத்தம்\({p}_{g}\) மற்றும் கம்பிகளுக்கு இடையிலான இடைவெளியில் உள்ள வேகம்\({u}_{g}\) ஆகியவை (சேனலின் மையப்புள்ளியுடன் ஒத்துப்போகின்றன) பின்வரும் காரணிகளுடன் தொடர்புடையவை:
மையப் புள்ளிக்கும் சுவருக்கும் இடையில் மையக் கம்பியைப் பிரிக்கும் இடைவெளியில் அழுத்தப் பரவலை ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம் θ = 90° இல் உள்ள கம்பி மேற்பரப்பு அழுத்தத்துடன் அழுத்தம் \({p}_{g}\) தொடர்புடையதாக இருக்கலாம் (படம் 8 ஐப் பார்க்கவும்). சக்தி சமநிலை 19 ஐ அளிக்கிறது:
இங்கு \(y\) என்பது மைய தண்டுகளுக்கு இடையிலான இடைவெளியின் மையப் புள்ளியிலிருந்து கம்பி மேற்பரப்புக்கு இயல்பான ஆயத்தொலைவாகும், மேலும் \(K\) என்பது \(y\) நிலையில் உள்ள மின்னோட்டக் கோட்டின் வளைவாகும். கம்பி மேற்பரப்பில் உள்ள அழுத்தத்தின் பகுப்பாய்வு மதிப்பீட்டிற்கு, \({u}_{g}\) சீரானது என்றும் \(K\left(y\right)\) நேரியல் என்றும் கருதுகிறோம். இந்த அனுமானங்கள் எண் கணக்கீடுகளால் சரிபார்க்கப்பட்டுள்ளன. கம்பி சுவரில், வளைவு \(\alpha \) கோணத்தில் கம்பியின் நீள்வட்டப் பகுதியால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, அதாவது \(K\left(g/2\right)=\left(2/d\right){\ mathhrm{sin} }^{2}\alpha \) (படம் 8 ஐப் பார்க்கவும்). பின்னர், சமச்சீர் காரணமாக \(y=0\) இல் மறைந்து போகும் ஸ்ட்ரைம்லைனின் வளைவு குறித்து, உலகளாவிய ஆயத்தொலைவில் \(y\) இல் உள்ள வளைவு பின்வருமாறு வழங்கப்படுகிறது:
குறுக்கு வெட்டு காட்சி அம்சம், முன் (இடது) மற்றும் மேலே (கீழே). மைக்ரோசாஃப்ட் வேர்டு 2019 உடன் உருவாக்கப்பட்டது,
மறுபுறம், நிறை பாதுகாப்பின் மூலம், அளவீட்டு இடத்தில் ஓட்டத்திற்கு செங்குத்தாக ஒரு தளத்தில் சராசரி வேகம் \(\langle {u}_{g}\rangle \) நுழைவாயில் வேகத்துடன் தொடர்புடையது:
இங்கு \({A}_{i}\) என்பது சேனல் நுழைவாயிலில் குறுக்குவெட்டு ஓட்டப் பகுதி மற்றும் \({A}_{g}\) என்பது அளவீட்டு இடத்தில் குறுக்குவெட்டு ஓட்டப் பகுதி (படம் 8 ஐப் பார்க்கவும்) முறையே:
\({u}_{g}\) என்பது \(\langle {u}_{g}\rangle \) க்கு சமமாக இல்லை என்பதை நினைவில் கொள்ளவும். உண்மையில், படம் 9, சமன்பாட்டால் கணக்கிடப்பட்ட வேக விகிதத்தை \({u}_{g}/\langle {u}_{g}\rangle \) சித்தரிக்கிறது.(10)–(14), \(d/g\) விகிதத்தின்படி வரையப்பட்டது.சில தனித்தன்மை இருந்தபோதிலும், ஒரு போக்கை அடையாளம் காண முடியும், இது இரண்டாம்-வரிசை பல்லுறுப்புக்கோவையால் தோராயமாக மதிப்பிடப்படுகிறது:
சேனல் மைய குறுக்குவெட்டின் அதிகபட்சம் \({u}_{g}\) மற்றும் சராசரி \(\langle {u}_{g}\rangle \) வேகங்களின் விகிதம் \(.\) திடமான மற்றும் கோடு வளைவுகள் சமன்பாடுகளுக்கு ஒத்திருக்கும்.(5) மற்றும் தொடர்புடைய குணகங்களின் மாறுபாடு வரம்பு \(\pm 25\%\).Gnuplot 5.4 உடன் உருவாக்கப்பட்டது, www.gnuplot.info.
படம் 10, \({Eu}_{90}\) ஐ சமன்பாட்டின் சோதனை முடிவுகளுடன் ஒப்பிடுகிறது.(16).சராசரி ஒப்பீட்டு விலகல் 25% ஆகவும், நம்பிக்கை நிலை 95% ஆகவும் இருந்தது.
\(\theta ={90}^{o}\) இல் உள்ள சுவர் யூலர் எண். இந்த வளைவு சமன்பாட்டிற்கு ஒத்திருக்கிறது.(16). Gnuplot 5.4 உடன் உருவாக்கப்பட்டது, www.gnuplot.info.
மையக் கம்பியின் அச்சுக்கு செங்குத்தாக அதன் மீது செயல்படும் நிகர விசை \({f}_{n}\) கம்பி மேற்பரப்பில் உள்ள அழுத்தத்தை பின்வருமாறு ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம் கணக்கிடலாம்:
இதில் முதல் குணகம் சேனலுக்குள் இருக்கும் கம்பி நீளமாகும், மேலும் ஒருங்கிணைப்பு 0 மற்றும் 2π க்கு இடையில் செய்யப்படுகிறது.
நீர் ஓட்டத்தின் திசையில் \({f}_{n}\) இன் புவிநீக்கம், தடியின் நுழைவாயில் மற்றும் வெளியேற்றத்திற்கு இடையிலான அழுத்தத்துடன் பொருந்த வேண்டும், உராய்வு கம்பிக்கு இணையாகவும் பிந்தைய பிரிவின் முழுமையற்ற வளர்ச்சியின் காரணமாக குறைவாகவும் இருந்தால் தவிர, உந்தப் பாய்வு சமநிலையற்றதாக இருக்கும். எனவே,
படம் 11 சமன்பாடுகளின் வரைபடத்தைக் காட்டுகிறது.(20) அனைத்து சோதனை நிலைகளுக்கும் நல்ல உடன்பாட்டைக் காட்டியது. இருப்பினும், வலதுபுறத்தில் ஒரு சிறிய 8% விலகல் உள்ளது, இது சேனல் நுழைவாயில் மற்றும் வெளியேறும் இடத்திற்கு இடையிலான உந்த சமநிலையின் மதிப்பீடாகக் கூறப்பட்டுப் பயன்படுத்தப்படலாம்.
சேனல் பவர் சமநிலை. கோடு சமன்பாட்டிற்கு ஒத்திருக்கிறது.(20). பியர்சன் தொடர்பு குணகம் 0.97 ஆகும். Gnuplot 5.4 உடன் உருவாக்கப்பட்டது, www.gnuplot.info.
தடியின் சாய்வு கோணத்தை மாற்றுவதன் மூலம், தடியின் மேற்பரப்பு சுவரில் உள்ள அழுத்தம் மற்றும் நான்கு சாய்ந்த உருளை தண்டுகளின் குறுக்கு கோடுகளுடன் சேனலில் உள்ள அழுத்தம் வீழ்ச்சி அளவிடப்பட்டது. மூன்று வெவ்வேறு விட்டம் கொண்ட தடி கூட்டங்கள் சோதிக்கப்பட்டன. சோதிக்கப்பட்ட ரெனால்ட்ஸ் எண் வரம்பில், 2500 மற்றும் 6500 க்கு இடையில், யூலர் எண் ஓட்ட விகிதத்திலிருந்து சுயாதீனமாக உள்ளது. மையத் தடி மேற்பரப்பில் உள்ள அழுத்தம் சிலிண்டர்களில் காணப்படும் வழக்கமான போக்கைப் பின்பற்றுகிறது, முன்புறத்தில் அதிகபட்சமாகவும், தண்டுகளுக்கு இடையிலான பக்கவாட்டு இடைவெளியில் குறைந்தபட்சம், எல்லை அடுக்கு பிரிப்பு காரணமாக பின்புற பகுதியில் மீள்கிறது.
யூலர் எண்களை சேனல்கள் மற்றும் தண்டுகளின் சிறப்பியல்பு பரிமாணங்களுடன் தொடர்புபடுத்தும் மாறாத பரிமாணமற்ற எண்களைக் கண்டறிய, உந்த பாதுகாப்பு பரிசீலனைகள் மற்றும் அரை-அனுபவ மதிப்பீடுகளைப் பயன்படுத்தி சோதனைத் தரவு பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகிறது. தடுப்பின் அனைத்து வடிவியல் அம்சங்களும் கம்பி விட்டம் மற்றும் தண்டுகளுக்கு இடையிலான இடைவெளி (பக்கவாட்டு) மற்றும் சேனல் உயரம் (செங்குத்து) ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான விகிதத்தால் முழுமையாகக் குறிப்பிடப்படுகின்றன.
வெவ்வேறு இடங்களில் அழுத்தத்தை வகைப்படுத்தும் பெரும்பாலான யூலர் எண்களுக்கு சுதந்திரக் கொள்கை பொருந்தும் என்று கண்டறியப்பட்டுள்ளது, அதாவது, கம்பிக்கு இயல்பான உள்ளீட்டு வேகத்தின் ப்ரொஜெக்ஷனைப் பயன்படுத்தி அழுத்தம் பரிமாணமற்றதாக இருந்தால், தொகுப்பு சாய்வு கோணத்திலிருந்து சுயாதீனமாக இருக்கும். கூடுதலாக, இந்த அம்சம் ஓட்டத்தின் நிறை மற்றும் உந்தத்துடன் தொடர்புடையது. பாதுகாப்பு சமன்பாடுகள் சீரானவை மற்றும் மேலே உள்ள அனுபவக் கொள்கையை ஆதரிக்கின்றன. தண்டுகளுக்கு இடையிலான இடைவெளியில் உள்ள கம்பி மேற்பரப்பு அழுத்தம் மட்டுமே இந்தக் கொள்கையிலிருந்து சிறிது விலகுகிறது. ஒத்த ஹைட்ராலிக் சாதனங்களை வடிவமைக்கப் பயன்படுத்தக்கூடிய பரிமாணமற்ற அரை-அனுபவ தொடர்புகள் உருவாக்கப்படுகின்றன. இந்த கிளாசிக்கல் அணுகுமுறை ஹைட்ராலிக்ஸ் மற்றும் ஹீமோடைனமிக்ஸுக்கு பெர்னௌலி சமன்பாட்டின் சமீபத்தில் அறிவிக்கப்பட்ட ஒத்த பயன்பாடுகளுடன் ஒத்துப்போகிறது20,21,22,23,24.
சோதனைப் பிரிவின் நுழைவாயில் மற்றும் வெளியேற்றத்திற்கு இடையிலான அழுத்த வீழ்ச்சியின் பகுப்பாய்விலிருந்து குறிப்பாக சுவாரஸ்யமான முடிவு உருவாகிறது. சோதனை நிச்சயமற்ற தன்மைக்குள், இதன் விளைவாக வரும் இழுவை குணகம் ஒற்றுமைக்கு சமம், இது பின்வரும் மாறாத அளவுருக்களின் இருப்பைக் குறிக்கிறது:
சமன்பாட்டின் வகுப்பில் \(\left(d/g+2\right)d/g\) அளவைக் கவனியுங்கள்.(23) என்பது சமன்பாட்டில் அடைப்புக்குறிக்குள் உள்ள அளவு.(4), இல்லையெனில் அதை கம்பிக்கு செங்குத்தாக குறைந்தபட்ச மற்றும் இலவச குறுக்குவெட்டு, \({A}_{m}\) மற்றும் \({A}_{f}\) மூலம் கணக்கிடலாம். இது ரெனால்ட்ஸ் எண்கள் தற்போதைய ஆய்வின் வரம்பிற்குள் இருக்கும் என்று கருதப்படுகிறது (சேனல்களுக்கு 40,000-67,000 மற்றும் தண்டுகளுக்கு 2500-6500). சேனலுக்குள் வெப்பநிலை வேறுபாடு இருந்தால், அது திரவ அடர்த்தியை பாதிக்கலாம் என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.இந்த வழக்கில், யூலர் எண்ணில் உள்ள ஒப்பீட்டு மாற்றத்தை வெப்ப விரிவாக்க குணகத்தை அதிகபட்ச எதிர்பார்க்கப்படும் வெப்பநிலை வேறுபாட்டால் பெருக்குவதன் மூலம் மதிப்பிடலாம்.
ரக், எஸ்., கோஹ்லர், எஸ்., ஷ்லிண்ட்வீன், ஜி., மற்றும் ஆர்பீட்டர், எஃப். சுவரில் வெவ்வேறு வடிவிலான விலா எலும்புகளால் கரடுமுரடான ஒரு சேனலில் வெப்ப பரிமாற்றம் மற்றும் அழுத்தம் வீழ்ச்சி அளவீடுகள்.expert. வெப்ப பரிமாற்றம் 31, 334–354 (2017).
வு, எல்., அரினாஸ், எல்., கிரேவ்ஸ், ஜே., மற்றும் வால்ஷ், எஃப். ஓட்ட செல் தன்மை: ஓட்டக் காட்சிப்படுத்தல், அழுத்தம் வீழ்ச்சி மற்றும் செவ்வக சேனல்களில் இரு பரிமாண மின்முனைகளில் நிறை போக்குவரத்து.ஜே. மின்வேதியியல்.சோசலிஸ்ட் கட்சி.167, 043505 (2020).
லியு, எஸ்., டூ, எக்ஸ்., ஜெங், கே. & லியு, ஜே. குறுக்குவெட்டுகளைக் கொண்ட நுண்குழாய்களில் ஜாமின் விளைவின் முக்கிய அளவுருக்கள். ஜே. பெட்ரோல். அறிவியல். பிரிட்டன். 196, 107635 (2021).