Hồ sơ siphon thủy lực vào và ra cường độ vận tốc và hồ sơ

Tôi đang làm việc trên dòng nước biển thủy lực mặc dù một đập tràn siphon. Nhiệm vụ của tôi là xác định tại một vị trí phía trước đập tràn tốc độ dòng chảy và hồ sơ khi

Dòng chảy vào đập tràn
Dòng chảy ra khỏi đập tràn

Xem bản vẽ của vấn đề.

Bây giờ công thức cơ bản để tính toán lưu lượng qua siphon là

Δ H = = ξ \frac{v^{2}}{2 g}

$\Delta H = \xi \frac{v^2}{2g}$ trong đó:

$\Delta H$ = đầu áp lực

$\xi$ = tổng tổn thất ma sát

v = vận tốc dòng chảy

g = gia tốc trọng trường

Câu hỏi là: cấu hình dòng chảy và vận tốc tại vị trí phía trước đập tràn (xem bản vẽ) cho một đầu áp suất, hình học và hệ số tổn thất ma sát nhất định là gì?

Xin lưu ý rằng tôi không tìm kiếm một phân tích CFD chính thức ở giai đoạn này.

Bất kỳ trợ giúp về cách giải quyết vấn đề này được đánh giá cao.

fluid-mechanics hydraulics

— Ruudc
nguồn

ξ

$\xi$ có thể sẽ thay đổi mạnh mẽ với vận tốc.

— Rick

Bạn sẽ có thể được cụ thể hơn? là sự kết hợp của tổn thất ma sát và quán tính. Bạn nghĩ đóng góp ở đâu là lớn nhất?

ξ

$\xi$

— Ruudc

Ở tốc độ thấp (chênh lệch đầu nhỏ) có lẽ chủ yếu là tổn thất nhớt, ở tốc độ cao hơn, tổn thất quán tính có thể sẽ chiếm ưu thế. Bạn đang cố gắng mô hình hóa điều này như là một vấn đề 2D? Nếu không, chiều rộng là gì?

— Rick

Vâng, điều đó có ý nghĩa. Tôi đang cố gắng giải quyết trong 3D với chiều rộng 3,2 mét. Hiện tại tôi biết rằng tổn thất quán tính kết hợp là = 1,62 và tổn thất ma sát là = 0,38. Mặc dù tôi vẫn không chắc chắn làm thế nào để xác định cường độ và hồ sơ vận tốc trong khu vực tôi chỉ ra. Sự khác biệt đầu là giữa 0,5 và 1,5 mét.

ξ

$\xi$

ξ

$\xi$

— Ruudc

Làm thế nào bạn có được những giá trị đó cho ? Dòng chảy đầu vào có thể sẽ chỉ hội tụ vào đầu vào khá đồng đều với lượng hao hụt nhỏ. Ở đầu ra, dòng chảy có thể sẽ tiếp tục dọc theo đường đi của nó dần dần lan rộng với các vùng tuần hoàn ở hai bên và trên cùng. Tính toán các khu vực này sẽ yêu cầu CFD, mặc dù một số kỹ thuật gần đúng có thể tồn tại. Tại sao bạn cần hồ sơ lưu lượng? Nếu bạn chỉ đang cố gắng tính toán tổn thất, có lẽ bạn có thể cho rằng không có sự phục hồi áp lực nào ở đầu ra và không có tổn thất nào ở đầu vào.

ξ

$\xi$

— Rick

Câu trả lời:

Trường hợp chảy ra có thể được coi là giả sử một máy bay phản lực bị giam hãm ở một bên. Điều đó sẽ đưa ra một giải pháp phân tích hợp lý cho phía đại dương.

Trường hợp dòng chảy phức tạp hơn, nhưng bạn sẽ có thể tìm thấy một số nghiên cứu về các trường dòng chảy ngược dòng của một lỗ. Giường giới hạn dòng chảy, vì vậy đó là một trường hợp độc đáo. Hãy thử tìm kiếm các nghiên cứu về một lượng lỗ với giường / sàn giới hạn dòng chảy. Tôi nghĩ rằng các trường dòng chảy được công bố của ai đó cho trường hợp đó.

— cây4me
nguồn

Để đơn giản hóa, tôi sẽ giả sử rằng dòng chảy vào đường ống chảy hầu hết đều về phía ống từ mọi hướng, có nghĩa là tốc độ dòng chảy sẽ giảm nhanh chóng và sẽ có rất ít mất năng lượng liên quan đến nó.

Ngược lại, tôi cho rằng nước thoát ra khỏi đường ống sẽ tiếp tục đi thẳng với cùng một vận tốc, động năng trong dòng chảy sau đó sẽ bị tiêu tan thông qua các hiệu ứng nhớt và hỗn loạn.

Tất nhiên, cấu hình dòng chảy này sẽ bị ảnh hưởng bởi bất kỳ vật thể nào (như tuabin) được đặt trên đường và với vận tốc dòng chảy thấp, máy bay phản lực sẽ khuếch tán trong khoảng cách ngắn hơn đáng kể.

Nếu bạn đang tìm kiếm một phân tích chính xác hơn, tôi nghĩ rằng bạn cần xem xét động lực học máy bay hoặc chỉ sử dụng một mô phỏng, mặc dù mô phỏng máy bay phản lực rất nhạy cảm với việc lựa chọn mô hình hỗn loạn, vì vậy hãy đảm bảo xác thực mô hình của bạn.

— Rick
nguồn