Ruudc
2015-08-18 19:19:34 UTC
Jeg jobber med den hydrauliske vannstrømmen gjennom en vannlås. Min oppgave er å bestemme flythastighet og profil når
- Strømmen kommer inn i overløpet
- Strømmen går ut av overløpet
Se vedlagt en tegning av problemet.
Nå er den grunnleggende formelen for å beregne flyten gjennom sifongen
$$ \ Delta H = \ xi \ frac {v ^ 2} {2g} $$ hvor:
$ \ Delta H $ = trykkhode
$ \ xi $ = totale friksjonstap
v = strømningshastighet
g = gravitasjonsakselerasjon
Spørsmålet er: hva er strømningsprofilen og hastigheten på stedet i foran utløpet (se tegning) for et gitt trykkhode, geometri og friksjonstapfaktor?
Vær oppmerksom på at jeg ikke leter etter en fullverdig CFD-analyse på dette stadiet.
All hjelp til hvordan du takler dette problemet verdsettes.
.
$ \ xi $ vil sannsynligvis variere sterkt med hastigheten.
Vil du være mer spesifikk? $ \ xi $ er en kombinasjon av friksjons- og treghetstap. Hvor tror du bidraget er størst?
Ved lave hastigheter (små forskjeller i hodet) er det sannsynligvis for det meste tyktflytende tap, ved høyere hastigheter vil trolig tapet dominere. Prøver du å modellere dette som et 2D-problem? Hvis ikke, hva er bredden?
Ja, det gir mening. Jeg prøver å løse i 3D med en bredde på 3,2 meter. For øyeblikket vet jeg at de kombinerte treghetstapene er $ \ xi $ = 1.62 og friksjonstapene er $ \ xi $ = 0.38. Selv om jeg fremdeles er usikker på hvordan jeg skal bestemme hastighetsstørrelse og profil i regionen jeg angav. Hodeforskjellen er mellom 0,5 og 1,5 meter.
Hvordan fikk du disse verdiene for $ \ xi $? Innløpsstrømmen vil sannsynligvis bare konvergere på innløpet ganske jevnt med liten mengde viskøst tap. Ved utløpet vil strømmen sannsynligvis fortsette langs stien som gradvis spres med resirkulasjonssoner på hver side og toppen. Å beregne disse sonene vil kreve CFD, selv om noen tilnærmingsteknikker sannsynligvis eksisterer. Hvorfor trenger du flyteprofilen? Hvis du bare prøver å beregne tap, kan du sannsynligvis bare anta at det ikke er noe trykkgjenvinning ved utløpet, og det er ingen tap ved innløpet.
Verdiene for $ \ xi $ ble trukket fra samtidig trykk- og strømningshastighetsmåling.
Jeg er interessert i strømningsprofilen og hastigheten, siden ideen er å hente ut energi fra strømmen i det angitte området ved hjelp av tidevannsturbiner. Opprinnelig nevnte du at $ \ xi $ vil variere sterkt med hastighet. Målingene viser dette for liten hodeforskjell (<0,5 m), men for høyere verdier forblir hodetapet konstant.