Magnitudo e profili della velocità di entrata e uscita del canale di scarico del sifone idraulico

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Sto lavorando al flusso idraulico dell'acqua di mare attraverso un canale di scarico del sifone. Il mio compito è determinare in una posizione di fronte al canale di scarico la velocità e il profilo del flusso quando

Il flusso entra nel canale di scarico
Il flusso esce dallo sfioratore

Vedi in allegato un disegno del problema.

Ora è la formula di base per calcolare il flusso attraverso il sifone

dove:

Δ H = ξ \frac{v^{2}}{2 g}

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

= prevalenza $\Delta H$

= perdite totali per attrito $\xi$

v = velocità del flusso

g = accelerazione gravitazionale

La domanda è: qual è il profilo di flusso e la velocità nella posizione di fronte al canale di scarico (vedi disegno) per una data prevalenza, geometria e fattore di perdita per attrito?

Si noti che in questa fase non sto cercando un'analisi CFD completa.

Qualsiasi aiuto su come affrontare questo problema è apprezzato.

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fluid-mechanics hydraulics

— Ruudc
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ξ

$\xi$

ξ

$\xi$

A basse velocità (piccole differenze di prevalenza) è probabilmente per lo più perdite viscose, a velocità più elevate probabilmente le perdite inerziali domineranno. Stai cercando di modellarlo come un problema 2D? In caso contrario, qual è la larghezza?

— Rick,

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ξ

$\xi$

ξ

$\xi$

ξ

$\xi$

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Il caso di deflusso potrebbe essere considerato ipotizzando un getto confinato su un lato. Ciò dovrebbe fornire una ragionevole soluzione analitica per il lato dell'oceano.

Il caso di afflusso è più complicato, ma dovresti essere in grado di trovare alcune ricerche sui campi di flusso a monte di un orifizio. Il letto limita l'afflusso, quindi è un po 'un caso unico. Prova a cercare studi sull'assunzione di un orifizio con il letto / il pavimento che limita l'afflusso. Penserei che i campi di flusso pubblicati da qualcuno per quel caso.

— trees4me
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Come semplificazione, suppongo che il flusso che entra nel tubo fluisce per lo più uniformemente verso il tubo da tutte le direzioni, il che significa che la velocità del flusso diminuirà rapidamente e ci sarebbe una perdita di energia molto piccola ad esso associata.

Al contrario, suppongo che l'acqua che esce dal tubo continuerebbe praticamente ad andare dritto con la stessa velocità, l'energia cinetica nel flusso sarebbe quindi dissipata attraverso effetti viscosi e turbolenti.

Ovviamente questo profilo di flusso sarebbe influenzato da qualsiasi oggetto (come le turbine) posto sulla strada e, a basse velocità di flusso, il getto si diffonderebbe su una distanza significativamente più breve.

Se stai cercando un'analisi più accurata, penso che tu debba esaminare la dinamica del jet, o semplicemente usare una simulazione, sebbene le simulazioni del jet siano sensibili alla scelta del modello turbolento, quindi assicurati di convalidare il tuo modello.

— pagliaio
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