Dankon pro via vizito al Nature.com. La retumilversio, kiun vi uzas, havas limigitan subtenon por CSS. Por la plej bona sperto, ni rekomendas, ke vi uzu ĝisdatigitan retumilon (aŭ malŝaltu kongruecan reĝimon en Internet Explorer). Dume, por certigi daŭran subtenon, ni montros la retejon sen stiloj kaj JavaScript.
Eksperimentoj estis faritaj en rektangula kanalo blokita per transversaj linioj de kvar deklivaj cilindraj stangoj. La premo sur la centra stangosurfaco kaj la premfalo trans la kanalo estis mezuritaj per variado de la inklinangulo de la stango. Tri malsamdiametraj stangoasembleoj estis testitaj. La mezurrezultoj estas analizitaj uzante la principon de konservo de movokvanto kaj duon-empiriajn konsiderojn. Pluraj senvariaj aroj de sendimensiaj parametroj estas generitaj, kiuj rilatigas la premon ĉe kritikaj lokoj de la sistemo al la karakterizaj dimensioj de la stango. La principo de sendependeco validas por la plej multaj Euler-nombroj karakterizantaj premon ĉe malsamaj lokoj, t.e., se la premo estas sendimensia uzante la projekcion de la enira rapido normala al la stango, la aro estas sendependa de la klinangulo. La rezulta duon-empiria korelacio povas esti uzata por dezajnaj similaj hidraŭlikoj.
Multaj varmo- kaj maso-transigaj aparatoj konsistas el aro da moduloj, kanaloj aŭ ĉeloj, tra kiuj fluidoj pasas en pli-malpli kompleksaj internaj strukturoj kiel bastonoj, bufroj, enigaĵoj, ktp. Pli lastatempe, ekestis renoviĝinta intereso pri pli bona kompreno de la mekanismoj, kiuj ligas internan premdistribuon kaj fortojn sur kompleksaj internaĵoj al la ĝenerala premfalo de la modulo. Interalie, ĉi tiun intereson instigis novigoj en materialscienco, la vastiĝo de komputilaj kapabloj por nombraj simuladoj, kaj la kreskanta miniaturigo de aparatoj. Lastatempaj eksperimentaj studoj pri interna premdistribuo kaj perdoj inkluzivas kanalojn malglatigitajn per diversformaj ripoj 1, elektrokemiajn reaktorĉelojn 2, kapilaran konstrikton 3 kaj kradajn kadrajn materialojn 4.
La plej oftaj internaj strukturoj estas verŝajne cilindraj stangoj tra unuecaj moduloj, aŭ faskigitaj aŭ izolitaj. En varmointerŝanĝiloj, ĉi tiu konfiguracio estas tipa ĉe la ŝelflanko. La premfalo ĉe la ŝelflanko rilatas al la dezajno de varmointerŝanĝiloj kiel vaporgeneratoroj, kondensiloj kaj vaporigiloj. En lastatempa studo, Wang et al. 5 trovis realligiĝajn kaj kunmalligiĝajn fluostatojn en tandema konfiguracio de stangoj. Liu et al. 6 mezuris la premfalon en rektangulaj kanaloj kun enkonstruitaj duoblaj U-formaj tubfaskoj kun malsamaj inklinanguloj kaj kalibris nombran modelon simulantan stangastojn kun pora medio.
Kiel atendite, ekzistas kelkaj konfiguraciaj faktoroj, kiuj influas la hidraŭlikan funkciadon de cilindra banko: tipo de aranĝo (ekz., ŝancelita aŭ enlinia), relativaj dimensioj (ekz., paŝo, diametro, longo), kaj inklinangulo, inter aliaj. Pluraj aŭtoroj fokusiĝis pri trovado de sendimensiaj kriterioj por gvidi dezajnojn por kapti la kombinitajn efikojn de geometriaj parametroj. En lastatempa eksperimenta studo, Kim et al. 7 proponis efikan porecan modelon uzante la longon de la unuobla ĉelo kiel kontrolparametron, uzante tandemajn kaj ŝancelitajn arojn kaj Reynolds-nombrojn inter 10³ kaj 10⁴. Snarski 8 studis kiel la potencospektro, de akcelometroj kaj hidrofonoj ligitaj al cilindro en akvotunelo, varias laŭ la inklino de la fluodirekto. Marino et al. 9 studis la distribuon de la muropremo ĉirkaŭ cilindra stango en devia aerfluo. Mitjakov et al. 10 desegnis la rapidecan kampon post devia cilindro uzante sterean PIV. Alam et al. 11 faris ampleksan studon pri tandemaj cilindroj, fokusiĝante sur la efikoj de la Reynolds-nombro kaj geometria proporcio sur la vortica deĵetado. Ili povis identigi kvin statojn, nome ŝlosadon, intermitan ŝlosadon, neniun ŝlosadon, subharmonian ŝlosadon kaj realligiĝajn statojn de tondtavola realkroĉiĝo. Lastatempaj nombraj studoj indikis la formadon de vorticaj strukturoj en fluo tra limigitaj deviocilindroj.
Ĝenerale, oni atendas, ke la hidraŭlika funkciado de unuobla ĉelo dependas de la konfiguracio kaj geometrio de la interna strukturo, kutime kvantigita per empiriaj korelacioj de specifaj eksperimentaj mezuradoj. En multaj aparatoj kunmetitaj el periodaj komponantoj, flupadronoj estas ripetataj en ĉiu ĉelo, kaj tial informoj rilataj al reprezentaj ĉeloj povas esti uzataj por esprimi la ĝeneralan hidraŭlikan konduton de la strukturo per plurskalaj modeloj. En ĉi tiuj simetriaj kazoj, la grado de specifeco, kun kiu ĝeneralaj konservadprincipoj estas aplikataj, ofte povas esti reduktita. Tipa ekzemplo estas la elflua ekvacio por orificplato 15. En la speciala kazo de deklivaj stangoj, ĉu en limigita aŭ malferma fluo, interesa kriterio ofte citita en la literaturo kaj uzata de dizajnistoj estas la domina hidraŭlika magnitudo (ekz., premfalo, forto, vortica deĵetada frekvenco, ktp.)) al kontakto) al la flukomponento perpendikulara al la cilindra akso. Ĉi tio ofte estas nomata la sendependeca principo kaj supozas, ke la fludinamiko estas ĉefe pelita de la enflua normala komponento kaj ke la efiko de la aksa komponento vicigita kun la cilindra akso estas nekonsiderinda. Kvankam ne ekzistas konsento en la literaturo pri la valideca intervalo de ĉi tiu kriterio, en multaj kazoj ĝi provizas utilajn taksojn ene de la eksperimentaj necertecoj tipaj por empiriaj korelacioj. Lastatempaj studoj pri la valideco de la sendependa principo inkluzivas vortico-induktitan vibradon16 kaj unufazan kaj dufazan averaĝitan tiriĝon417.
En la nuna verko, la rezultoj de la studo pri la interna premo kaj premfalo en kanalo kun transversa linio de kvar deklivaj cilindraj stangoj estas prezentitaj. Mezuru tri stangajn asembleojn kun malsamaj diametroj, ŝanĝante la inklinangulon. La ĝenerala celo estas esplori la mekanismon, per kiu la premdistribuo sur la stangsurfaco rilatas al la ĝenerala premfalo en la kanalo. Eksperimentaj datumoj estas analizitaj aplikante la ekvacion de Bernoulli kaj la principon de konservo de movokvanto por taksi la validecon de la principo de sendependeco. Fine, sendimensiaj duon-empiriaj korelacioj estas generitaj, kiuj povas esti uzataj por desegni similajn hidraŭlikajn aparatojn.
La eksperimenta aranĝo konsistis el rektangula testsekcio, kiu ricevis aerfluon provizitan de aksa ventolilo. La testsekcio enhavas unuon konsistantan el du paralelaj centraj stangoj kaj du duonstangoj enigitaj en la kanalmurojn, kiel montrite en Fig. 1e, ĉiuj kun la sama diametro. Figuroj 1a-e montras la detalan geometrion kaj dimensiojn de ĉiu parto de la eksperimenta aranĝo. Figuro 3 montras la procezan aranĝon.
a Enira sekcio (longo en mm). Kreu b uzante Openscad 2021.01, openscad.org. Ĉefa testa sekcio (longo en mm). Kreita per Openscad 2021.01, openscad.org c Transversa sekco de la ĉefa testa sekcio (longo en mm). Kreita per Openscad 2021.01, openscad.org d eksporta sekcio (longo en mm). Kreita per Openscad 2021.01, eksplodita vido de la testa sekcio de openscad.org e. Kreita per Openscad 2021.01, openscad.org.
Tri aroj da stangoj kun malsamaj diametroj estis testitaj. Tabelo 1 listigas la geometriajn karakterizaĵojn de ĉiu kazo. La stangoj estas muntitaj sur angulilo tiel ke ilia angulo relative al la fluodirekto povas varii inter 90° kaj 30° (Figuroj 1b kaj 3). Ĉiuj stangoj estas faritaj el neoksidebla ŝtalo kaj ili estas centritaj por konservi la saman interspacon inter ili. La relativa pozicio de la stangoj estas fiksita per du distancigiloj situantaj ekster la testsekcio.
La enira flukvanto de la testa sekcio estis mezurita per kalibrita venturi, kiel montrite en Figuro 2, kaj monitorita uzante DP Cell Honeywell SCX. La fluida temperaturo ĉe la elirejo de la testa sekcio estis mezurita per PT100-termometro kaj kontrolita je 45±1°C. Por certigi ebenan rapiddistribuon kaj redukti la nivelon de turbuleco ĉe la enirejo de la kanalo, la alvenanta akvofluo estas devigita tra tri metalaj kribriloj. Sedimenta distanco de proksimume 4 hidraŭlikaj diametroj estis uzita inter la lasta kribrilo kaj stango, kaj la longo de la elirejo estis 11 hidraŭlikaj diametroj.
Skemo de la venturi-tubo uzata por mezuri la eniran flurapidecon (longo en milimetroj). Kreita per Openscad 2021.01, openscad.org.
Monitoru la premon sur unu el la facoj de la centra stango per 0,5 mm premfrapeto ĉe la mezebeno de la testsekcio. La diametro de la frapeto respondas al 5° angula interspaco; tial la angula precizeco estas proksimume 2°. La monitorata stango povas esti rotaciita ĉirkaŭ sia akso, kiel montrite en Figuro 3. La diferenco inter la stangsurfaca premo kaj la premo ĉe la enirejo al la testsekcio estas mezurata per diferenciala DP Cell Honeywell SCX-serio. Ĉi tiu premdiferenco estas mezurata por ĉiu stangaranĝo, variigante la flurapidecon, inklinangulon α kaj azimutangulon θ.
fluaj agordoj. Kanalaj muroj estas montritaj grize. La fluo fluas de maldekstre dekstren kaj estas blokita de la stango. Notu, ke la vido "A" estas perpendikulara al la stanga akso. La eksteraj stangoj estas duone enigitaj en la flankajn kanalajn murojn. Angulilo estas uzata por mezuri la inklinangulon \(\alpha \). Kreita per Openscad 2021.01, openscad.org.
La celo de la eksperimento estas mezuri kaj interpreti la premfalon inter la kanalaj enirejoj kaj la premon sur la surfaco de la centra stango, θ kaj α, por malsamaj azimutoj kaj deklivoj. Por resumi la rezultojn, la diferenciala premo estos esprimita en sendimensia formo kiel la nombro de Euler:
kie ∫(\rho\) estas la fluida denseco, ∫({u}_{i}\) estas la meza enira rapido, ∫({p}_{i}\) estas la enira premo, kaj ∫({p}_{w}\) estas la premo je difinita punkto sur la stangomuro. La enira rapido estas fiksita ene de tri malsamaj intervaloj determinitaj per la malfermo de la enira valvo. La rezultantaj rapidoj varias de 6 ĝis 10 m/s, respondante al la kanala Reynolds-nombro, ∫(Re\equiv{u}_{i}H/\nu\) (kie ∫(H\) estas la alto de la kanalo, kaj ∫(\nu\) estas la kinematika viskozeco) inter 40 000 kaj 67 000. La stangorekvivalento (\(Re\equiv{u}_{i}d/\nu \)) varias de 2500 ĝis 6500. La turbulenca intenseco taksita per la relativa norma devio de la signaloj registritaj en la venturi estas 5% sur averaĝa.
Figuro 4 montras la korelacion de \({Eu}_{w}\) kun la azimuta angulo \(\theta \), parametrigita per tri kliniĝaj anguloj, \(\alpha \) = 30°, 50° kaj 70°. La mezuroj estas dividitaj en tri grafikaĵojn laŭ la diametro de la stango. Videblas, ke ene de la eksperimenta necerteco, la akiritaj nombroj de Euler estas sendependaj de la flukvanto. La ĝenerala dependeco de θ sekvas la kutiman tendencon de mura premo ĉirkaŭ la perimetro de cirkla obstaklo. Ĉe fluo-fruntantaj anguloj, t.e., θ de 0 ĝis 90°, la stangomura premo malpliiĝas, atingante minimumon je 90°, kiu korespondas al la interspaco inter la stangoj kie la rapido estas plej granda pro limigoj de la fluareo. Poste, estas prema reakiro de θ de 90° ĝis 100°, post kio la premo restas uniforma pro la disiĝo de la malantaŭa limtavolo de la stangomuro. Notu, ke ne estas ŝanĝo en la angulo de minimuma premo, kio sugestas, ke eblaj perturboj de apuda ŝiro... tavoloj, kiel ekzemple Coanda efikoj, estas sekundaraj.
Variado de la nombro de Euler de la muro ĉirkaŭ la stango por malsamaj inklinaj anguloj kaj stangodiametroj. Kreita per Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
En la sekvanta, ni analizas la rezultojn surbaze de la supozo, ke la nombroj de Euler povas esti taksitaj nur per geometriaj parametroj, t.e. la proporcioj de trajtaj longoj ∫(d/g) kaj ∫(d/H) (kie ∫(H)) estas la alto de la kanalo) kaj inklino ∫(α). Populara praktika proksimuma regulo asertas, ke la struktura forto de la fluido sur la devia stango estas determinita per la projekcio de la enira rapido perpendikulara al la stanga akso, ∫(u_{n}=u_{i}\mathrm {sin} α). Ĉi tio estas foje nomata la principo de sendependeco. Unu el la celoj de la sekva analizo estas ekzameni ĉu ĉi tiu principo aplikiĝas al nia kazo, kie fluo kaj obstrukcoj estas limigitaj ene de fermitaj kanaloj.
Ni konsideru la premon mezuritan ĉe la fronto de la meza stangosurfaco, t.e. θ = 0. Laŭ la ekvacio de Bernoulli, la premo ĉe ĉi tiu pozicio (p_o) plenumas:
kie \({u}_{o}\) estas la fluida rapido proksime al la stangomuro ĉe θ = 0, kaj ni supozas relative malgrandajn nemaligeblajn perdojn. Notu, ke la dinamika premo estas sendependa en la kineta energia termo. Se \({u}_{o}\) estas malplena (t.e., stagna kondiĉo), la nombroj de Euler devus esti unuigitaj. Tamen, oni povas observi en Figuro 4, ke ĉe \(\theta = 0\) la rezulta \({Eu}_{w}\) estas proksima al, sed ne precize egala al, ĉi tiu valoro, precipe por pli grandaj kliniĝaj anguloj. Ĉi tio sugestas, ke la rapido sur la stangosurfaco ne malaperas ĉe \(\theta = 0\), kio povas esti subpremita per la suprena deklino de la kurentaj linioj kreita de la stangoklino. Ĉar la fluo estas limigita al la supro kaj fundo de la testa sekcio, ĉi tiu deklino devus krei sekundaran recirkuladon, pliigante la aksan rapidon ĉe la fundo kaj malpliigante la rapidon ĉe la supro. Supozante, ke la grandeco de la supra deklino estas la projekcio de la enira rapido sur la ŝafto (t.e. \({u}_{i}\mathrm{cos}\alpha \)), la koresponda rezulto de la nombro de Euler estas:
Figuro 5 komparas la ekvaciojn.(3) Ĝi montras bonan kongruon kun la respondaj eksperimentaj datumoj. La meza devio estis 25%, kaj la konfidnivelo estis 95%. Notu, ke la ekvacio.(3) Konforme al la principo de sendependeco. Simile, Figuro 6 montras, ke la nombro de Euler respondas al la premo sur la malantaŭa surfaco de la stango, \({p}_{180}\), kaj ĉe la eliro de la testsegmento, \({p}_{e}\), Ankaŭ sekvas tendencon proporcian al \({\mathrm{sin}}^{2}\alpha \). En ambaŭ kazoj, tamen, la koeficiento dependas de la diametro de la stango, kio estas racia ĉar ĉi-lasta determinas la malhelpitan areon. Ĉi tiu trajto similas al la premfalo de orificplato, kie la fluokanalo estas parte reduktita ĉe specifaj lokoj. En ĉi tiu testsekcio, la rolon de la orifico ludas la interspaco inter la stangoj. En ĉi tiu kazo, la premo falas konsiderinde ĉe la strangolado kaj parte reakiras dum ĝi disetendiĝas malantaŭen. Konsiderante la restrikton kiel blokadon perpendikularan rilate al la stangakso, la premfalo inter la antaŭa kaj malantaŭa flankoj de la stango povas esti skribita kiel 18:
kie \({c}_{d}\) estas trenkoeficiento klariganta la reakiron de partpremo inter θ = 90° kaj θ = 180°, kaj \({A}_{m}\) kaj \ ({A}_{f}\) estas la minimuma libera sekco por unuo de longo perpendikulara al la stangoakso, kaj ĝia rilato al la stangodiametro estas \({A}_{f}/{A}_{m} = \left (g+d\right)/g\). La respondaj nombroj de Euler estas:
Nombro de Euler ĉe θ = 0 kiel funkcio de kliniĝo. Ĉi tiu kurbo respondas al la ekvacio (3). Kreita per Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Ŝanĝoj de la nombro de Euler en θ = 18{0}^{o} (plena signo) kaj eliro (malplena signo) kun kavo. Ĉi tiuj kurboj respondas al la principo de sendependeco, t.e., θ = 18{0}^{o}. Kreita per Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Figuro 7 montras la dependecon de ({Eu}_{0-180}/{\mathrm{sin}}^{2}\alpha \) de (d/g), montrante ekstreman bonan konsistencon.(5). La akirita trenkoeficiento estas ({c}_{d}=1.28\pm 0.02\) kun konfidnivelo de 67%. Simile, la sama grafikaĵo ankaŭ montras, ke la totala premfalo inter la eniro kaj eliro de la testsekcio sekvas similan tendencon, sed kun malsamaj koeficientoj, kiuj konsideras la preman reakiron en la malantaŭa spaco inter la stango kaj la eliro de la kanalo. La koresponda trenkoeficiento estas ({c}_{d}=1.00\pm 0.05\) kun konfidnivelo de 67%.
La aerrezisto-koeficiento rilatas al la premfalo \(d/g\) antaŭ kaj malantaŭ la stango \(\left({Eu}_{0-180}\right)\) kaj la totala premfalo inter la enirejo kaj elirejo de la kanalo. La griza areo estas la 67%-fida bendo por la korelacio. Kreita per Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
La minimuma premo _({p}_{90}}) sur la stangsurfaco je θ = 90° postulas specialan manipuladon. Laŭ la ekvacio de Bernulli, laŭlonge de la kurentlinio tra la interspaco inter la stangoj, la premo en la centro _({p}_{g}} kaj la rapido _({u}_{g}} en la interspaco inter la stangoj (koincidas kun la mezpunkto de la kanalo) rilatas al la jenaj faktoroj:
La premo \({p}_{g}\) povas esti rilatigita al la premo sur la surfaco de la stango ĉe θ = 90° per integrado de la premdistribuo super la interspaco apartiganta la centran stangon inter la mezpunkto kaj la muro (vidu Figuron 8). La potenc-ekvilibro donas 19:
kie ∫(y) estas la koordinata normalo al la stangosurfaco de la centra punkto de la interspaco inter la centraj stangoj, kaj ∫(K) estas la kurbeco de la kurba linio ĉe la pozicio ∫(y). Por la analiza taksado de la premo sur la stangosurfaco, ni supozas, ke ∫(u_g) estas uniforma kaj ∫(y)) estas lineara. Ĉi tiuj supozoj estis konfirmitaj per nombraj kalkuloj. Ĉe la stangomuro, la kurbeco estas determinita de la elipsa sekcio de la stango laŭ la angulo ∫(α), t.e. ∫(K(g/2)=(2/d)sin^2α) (vidu Figuron 8). Tiam, koncerne la kurbecon de la flulinio nuliĝanta ĉe ∫(y=0) pro simetrio, la kurbeco ĉe la universala koordinato ∫(y) estas donita per:
Trajta transversa vido, antaŭa (maldekstre) kaj supre (sube). Kreita per Microsoft Word 2019,
Aliflanke, per konservo de maso, la averaĝa rapido en ebeno perpendikulara al la fluo ĉe la mezurloko \(\langle {u}_{g}\rangle \) estas rilata al la enira rapido:
kie \({A}_{i}\) estas la transversa fluareo ĉe la kanala enirejo kaj \({A}_{g}\) estas la transversa fluareo ĉe la mezurloko (vidu Fig. 8) respektive per:
Notu, ke ∫(u}_{g}) ne egalas al ∫(u}_{g}). Fakte, Figuro 9 prezentas la rapidrilatumon ∫(u}_{g}/∫(u}_{g}), kalkulitan per la ekvacio (10)–(14), desegnita laŭ la rilatumo ∫(d/g). Malgraŭ iom da diskreteco, oni povas identigi tendencon, kiu estas aproksimata per duaorda polinomo:
La rilatumo de la maksimumaj\({u}_{g}\) kaj averaĝaj\(\langle {u}_{g}\rangle \) rapidoj de la kanala centra sekco\(.\) La solidaj kaj streketitaj kurboj respondas al la ekvacioj.(5) kaj la variacia intervalo de la respondaj koeficientoj\(\pm 25\%\). Kreita per Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Figuro 10 komparas \({Eu}_{90}\) kun la eksperimentaj rezultoj de la ekvacio.(16). La averaĝa relativa devio estis 25%, kaj la konfidnivelo estis 95%.
La nombro de Wall kaj Euler ĉe θ = 90^o. Ĉi tiu kurbo respondas al la ekvacio (16). Kreita per Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
La neta forto ∫({f}_{n}\) aganta sur la centran stango perpendikulara al ĝia akso povas esti kalkulita per integrado de la premo sur la stangosurfaco jene:
kie la unua koeficiento estas la stangolongo ene de la kanalo, kaj la integrado estas farita inter 0 kaj 2π.
La projekcio de \({f}_{n}\) en la direkto de la akvofluo devus kongrui kun la premo inter la enirejo kaj elirejo de la kanalo, krom se frikcio paralela al la stango kaj pli malgranda pro nekompleta disvolviĝo de la pli posta sekcio. La momentumfluo estas malbalancita. Tial,
Figuro 11 montras grafikaĵon de la ekvacioj. (20) montris bonan kongruon por ĉiuj eksperimentaj kondiĉoj. Tamen, ekzistas eta 8%-a devio dekstre, kiu povas esti atribuita kaj uzata kiel takso de la momentummalekvilibro inter la enirejo kaj elirejo de la kanalo.
Kanala potenc-ekvilibro. La linio respondas al la ekvacio (20). La korelacia koeficiento de Pearson estis 0,97. Kreita per Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Variigante la inklinangulon de la stango, oni mezuris la premon ĉe la surfaca muro de la stango kaj la premfalon en la kanalo kun la transversaj linioj de la kvar deklivaj cilindraj stangoj. Oni testis tri malsamdiametrajn stangasembleojn. En la testita intervalo de Reynolds-nombro, inter 2500 kaj 6500, la nombro de Euler estas sendependa de la flukvanto. La premo sur la centra stangosurfaco sekvas la kutiman tendencon observitan en cilindroj, estante maksimuma ĉe la fronto kaj minimuma ĉe la flanka interspaco inter la stangoj, kaj reakiriĝas ĉe la malantaŭa parto pro apartigo de la limtavolo.
Eksperimentaj datumoj estas analizitaj uzante konsiderojn pri momentkonservado kaj duon-empiriajn taksadojn por trovi senvariajn sendimensiajn nombrojn, kiuj rilatigas la nombrojn de Euler al la karakterizaj dimensioj de kanaloj kaj stangoj. Ĉiuj geometriaj trajtoj de blokado estas plene reprezentitaj per la proporcio inter la diametro de la stango kaj la interspaco inter la stangoj (laterale) kaj la alto de la kanalo (vertikale).
La principo de sendependeco validas por plej multaj nombroj de Euler, kiuj karakterizas premon ĉe malsamaj lokoj, t.e., se la premo estas sendimensia uzante la projekcion de la enira rapido normala al la stango, la aro estas sendependa de la kliniĝa angulo. Krome, la trajto rilatas al la maso kaj movokvanto de la fluo. La konservadaj ekvacioj estas koheraj kaj subtenas la supre menciitan empirian principon. Nur la premo sur la stangosurfaco ĉe la interspaco inter la stango iomete devias de ĉi tiu principo. Sendimensiaj duonempiriaj korelacioj estas generitaj, kiuj povas esti uzataj por desegni similajn hidraŭlikajn aparatojn. Ĉi tiu klasika aliro kongruas kun ĵus raportitaj similaj aplikoj de la ekvacio de Bernoulli al hidraŭliko kaj hemodinamiko20,21,22,23,24.
Precipe interesa rezulto devenas de la analizo de la premfalo inter la eniro kaj eliro de la testa sekcio. Ene de la eksperimenta necerteco, la rezultanta aerrezisto-koeficiento egalas unuon, kio indikas la ekziston de la jenaj senvariaj parametroj:
Notu la grandecon \(\left(d/g+2\right)d/g\) en la denominatoro de la ekvacio. (23) estas la magnitudo en krampoj en la ekvacio. (4), alie ĝi povas esti kalkulita kun la minimuma kaj libera sekco perpendikulara al la stango, \({A}_{m}\) kaj \({A}_{f}\). Ĉi tio sugestas, ke oni supozas, ke la nombroj de Reynolds restas ene de la intervalo de la nuna studo (40.000-67.000 por kanaloj kaj 2500-6500 por stangoj). Gravas noti, ke se ekzistas temperaturdiferenco ene de la kanalo, ĝi povas influi la fluiddensecon. En ĉi tiu kazo, la relativa ŝanĝo en la nombro de Euler povas esti taksita per multipliko de la termika ekspansia koeficiento per la maksimuma atendata temperaturdiferenco.
Ruck, S., Köhler, S., Schlindwein, G., kaj Arbeiter, F. Mezuradoj de varmotransigo kaj premfalo en kanalo malglatigita per malsamformaj ripoj sur la muro. fakulo. Varmotransigo 31, 334–354 (2017).
Wu, L., Arenas, L., Graves, J., kaj Walsh, F. Karakterizado de fluoĉeloj: fluobildigo, premfalo kaj amastransporto en dudimensiaj elektrodoj en rektangulaj kanaloj. J. Elektrokemio. Socialista Partio. 167, 043505 (2020).
Liu, S., Dou, X., Zeng, Q. & Liu, J. Ŝlosilaj parametroj de la Jamin-efiko en kapilaroj kun mallarĝigitaj sekcoj. J. Gasoline.science.Britain.196, 107635 (2021).