การคำนวณความเร็วในการไหลของท่อ


1

เฮ้พวกฉันต้องการความช่วยเหลือเกี่ยวกับปัญหากลศาสตร์ของไหล

ฉันมีเส้นเลือดฝอยที่มีขนาดที่กำหนดและและเงื่อนไขการทำงาน , ฉันต้องการคำนวณความเร็วของออกซิเจนที่ไหลจาก 1 ถึง 2 ดังนั้นฉันจึงเริ่มต้นด้วยสูตรสำหรับการลดความดันด้วยการไหลแบบราบเรียบ with ซึ่งทำให้ฉันได้ หลังจากคำนวณ Reynoldsnumber เพื่อตรวจสอบการสันนิษฐานว่าราบเรียบถูกต้องฉันเห็นว่าการไหลเชี่ยว ( ) ดังนั้นฉันต้องใช้ (Blasius)d=0,15mmL=5cmp1=4105Pap2=0.25105Pa



Δp=ζLdρu22ζ=64Re

u=261ms

Re=10175

ζ=0.3164Re4

แต่ด้วยความช่วยเหลือเล็กน้อยของวุลแฟรมอัลฟ่า

แก้ p = (0.3164 / ((u d rho) / eta) ^ (1/4)) l / d (rho * u ^ 2) / 2 สำหรับ u

ฉันจะได้รับความเร็วของ{s}u=142.9ms

สิ่งนี้มีเหตุผลหรือไม่? ฉันไม่แน่ใจว่าฉันสามารถคำนวณความเร็วแบบนี้ได้หรือไม่


1
หากสมการเหล่านั้นเป็นสมการที่เหมาะสมก็ควรใช้งานได้ คุณจะต้องทำให้แน่ใจว่ามันมาบรรจบกัน คุณต้องหาความเร็วที่แรงเสียดทานสูญเสียและ Reynolds Number สร้างสมการที่เท่าเทียมกัน ตัวอย่างเช่น Re = 10175 ของคุณได้รับโดยสมมติว่า u = 261 m / s เมื่อคุณใช้ Re ในสมการ Blasius จากนั้นสมการความดันลดลงคุณจะได้ความเร็วใหม่ ความเร็วใหม่นั้นจะมีหมายเลข Reynolds ใหม่ทำให้คุณได้ความเร็วใหม่จากสูตรสมการ / การปล่อยแรงดันของ Blasius สิ่งนี้ซ้ำแล้วซ้ำอีก; โดยปกติแล้วคุณต้องการวิธีการเชิงตัวเลขเพื่อแก้ปัญหา AFAIK นี้
JMac

ประเด็นคือ: ฉันไม่แน่ใจว่าสมการเหล่านั้นเป็นสมการที่เหมาะสมหรือไม่ ฉันต้องการทราบว่ามีวิธีการส่งตรงไปยังการคำนวณการไหลแบบปั่นป่วนผ่านท่อเหมือนมีการไหลแบบราบเรียบหรือไม่
malayay

ด้วยข้อมูลที่ให้ซึ่งดูเหมือนว่าเป็นวิธีที่ดีที่สุด ฉันไม่สามารถคิดวิธีแก้ปัญหาด้วยข้อมูลที่กำหนดได้โดยไม่ต้องประมาณความเร็ว และทันทีที่คุณทำเช่นนั้นคุณก็จะวนซ้ำ
JMac

ฉันไม่เห็นว่าทำไมคุณไม่สามารถแทรกสมการสำหรับหมายเลข Reynolds และใช้ความหนืดสำหรับออกซิเจน วิธีนี้ไม่มีการทำซ้ำ
jjack

1
คุณมีแรงดันลดลงสิบหกเท่าดังนั้นปริมาตรเฉพาะของคุณจะลดลงเว้นแต่ว่าเรากำลังพูดถึง liauid oxygen ... และความเร็วจะเพิ่มขึ้น มีสูตรซ้ำที่ใช้บัญชี intop ฉันจะ jave เพื่อค้นหาพวกเขาลงที่ใดที่หนึ่ง อย่างไรก็ตามนั่นทำให้คำถาม: ความเร็วในการค้นหาของคุณอยู่ที่ไหน นอกจากนี้แรงดัน 4 บาร์ก็น้อยกว่ายางในของรถแข่ง ฉันไม่พบความน่าเชื่อถือ 146m / s
mart

คำตอบ:


1

หนึ่งในสมมติฐานที่จำเป็นสำหรับสูตรการสูญเสียท่อที่คุณใช้คือการไหลไม่สามารถบีบอัดได้ (M <0.3) คุณสามารถแบ่งปัญหาออกเป็นส่วนย่อย ๆ ซึ่งความหนาแน่นของของเหลวที่อัดได้ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ความเร็วของของไหลจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับคุณความหนาแน่นของก๊าซและจำเป็นต้อง จำกัด อยู่ที่ M <1 ภายในเส้นเลือดฝอย คุณจะต้องเริ่มต้นด้วยความหนาแน่นของออกซิเจนที่ p1 และคำนวณการสูญเสียที่เกิดขึ้นจาก p1 ไปยังจุดที่ใกล้กับ p1 ซึ่งความหนาแน่นไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญจากนั้นคำนวณความดันความหนาแน่นใหม่ คุณสามารถทำเช่นนี้ต่อไปกับการไหลของมวลซ้ำจนกว่าคุณจะได้คอนเวอร์เจนซ์ด้วยเดลต้าทั้งหมด


สิ่งนี้ทำให้คำแถลงที่ชัดเจนว่าก๊าซอัดได้และสมการสำหรับการไหลของของเหลวที่อัดไม่ได้นั้นจะถูกใช้หลังจากตรวจสอบปัจจัยพื้นฐานแล้วเท่านั้น ข้อ จำกัด ไม่ได้ขึ้นอยู่กับค่าความเร็ว มันขึ้นอยู่แทนในสมมติฐานที่ถ่ายภายในสมการสมดุลพลังงานที่แสดงโดยตัวอย่างที่นี่
Jeffrey J Weimer
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.