Величина и профили скорости входа и выхода гидравлического сифона


10

Я работаю над гидравлическим потоком морской воды через сифонный водосброс. Моя задача - определить в месте перед водосбросом скорость и профиль потока, когда

  1. Поток входит в водосброс
  2. Поток выходит из водосброса

Смотрите прикрепленный чертеж проблемы.

Теперь основная формула для расчета потока через сифон

где:

ΔH=ξv22g

= напорΔH

= общие потери на трениеξ

v = скорость потока

g = ускорение силы тяжести

Вопрос: каков профиль и скорость потока в месте перед водосбросом (см. Чертеж) для данного напора, геометрии и коэффициента потерь на трение?

Обратите внимание, что на данном этапе я не ищу полноценного анализа CFD.

Любая помощь о том, как решить эту проблему, приветствуется.

, введите описание изображения здесь


1
ξ

ξ

На низких скоростях (небольшие разности напора) это, вероятно, в основном вязкие потери, на более высоких скоростях, вероятно, будут преобладать инерционные потери. Вы пытаетесь смоделировать это как проблему 2D? Если нет, то какая ширина?
Рик

1
ξξ

ξ

Ответы:


1

Случай истечения может рассматриваться в предположении, что струя ограничена с одной стороны. Это должно дать разумное аналитическое решение для океанской стороны.

Случай притока более сложный, но вы должны быть в состоянии найти некоторые исследования полей потока вверх по течению от отверстия. Кровать ограничивает приток, так что это немного уникальный случай. Попытайтесь искать исследования на входе отверстия с кроватью / полом, ограничивающим приток. Я думаю, что кто-то опубликовал поля потока для этого случая.


0

В качестве упрощения я бы предположил, что поток, поступающий в трубу, текл в основном равномерно по направлению к трубе со всех сторон, а это означает, что скорость потока будет быстро падать и с этим будет очень мало потерь энергии.

С другой стороны, я бы предположил, что вода, выходящая из трубы, будет в значительной степени продолжать двигаться прямо с той же скоростью, и кинетическая энергия в потоке будет затем рассеиваться за счет вязких и турбулентных эффектов.

Конечно, на этот профиль потока будут влиять любые объекты (например, турбины), размещенные на пути, и при низких скоростях потока струя будет диффундировать на значительно более короткое расстояние.

Если вы ищете более точный анализ, я думаю, вам нужно посмотреть на динамику струи или просто использовать симуляцию, хотя симуляции струи чувствительны к выбору турбулентной модели, поэтому обязательно проверьте вашу модель.

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.