मैं एक छोटी वाहिनी में एकसमान लामिना का प्रवाह कैसे बना सकता हूं?

Question

मेरे पास आयताकार क्रॉस-सेक्शन वाला एक छोटा पोत है जिसे अपेक्षाकृत धीमी दर पर हवादार करने की आवश्यकता है, ~ । पोत का कनेक्शन लगभग 0.5 "व्यास के साथ ट्यूब होगा, लेकिन पोत का क्रॉस-सेक्शन 4" x 1 "है। नीचे दिए गए आरेख क्रॉस-सेक्शन (ऊपर से देखा गया) का एक मोटा विचार देता है। चैम्बर के बारे में 1 "। नारंगी में लगाया गया हिस्सा इस प्रश्न का विषय है। प्रवाह को बाएं से मजबूर किया जाएगा और दाएं (या इसके विपरीत) से निष्क्रिय रूप से बाहर निकल जाएगा।$3\ \tfrac{\text{L}}{\text{hr}}$

मैं चेंबर में 0.5 "ट्यूब को कैसे जोड़ सकता हूं जैसे कि चौराहे का प्रवाह डक्ट की पूरी लंबाई के लिए पूरे क्रॉस-सेक्शन में समान है? इसके अलावा, मैं अंतरिक्ष की सबसे छोटी राशि में दोनों को कैसे जोड़ सकता हूं? ?

Comments

अगर यह संभव है तो मैं उत्सुक हूं। सहज रूप से प्रवाह पथ में आकार और आकार में इतना बदलाव लगता है कि यह अशांति का स्रोत होना चाहिए लेकिन प्रवाह दर के इस धीमे होने के साथ शायद नहीं।

— मायल्स

क्या आप एक पैक किए गए दानेदार बिस्तर के माध्यम से हवा पास कर सकते हैं? हवा अशांत निकलेगी लेकिन बाद में काफी फैल जाएगी।

— कार्लटन

आयामों के आधार पर, ऐसा लगता है कि आपको ट्यूब और डक्ट में क्रमशः 5.5 और 13.5 के रेनॉल्ड्स नंबर मिले हैं। वे दोनों अशांति के संक्रमण के नीचे अच्छी तरह से हैं। तो प्रवाह हर जगह लामिना होना चाहिए। सिरों के पास एकरूपता एक समस्या हो सकती है ...

— दान

पैक्ड बेड सुझाव के समान, मैंने देखा है कि कुछ लोग सुझाव देते हैं कि स्ट्रेटनर को कम करने (पैक्ड बेड पर एक फायदा) के अलावा फ्लो स्ट्रेटनर एक प्रवाह को अधिक समान बना सकता है। मुझे यकीन नहीं है कि यह कितना सच है। प्रवाह स्ट्रेटनर के बाद आप पैराबोलिक लामिना के संक्रमण के लिए वेग प्रोफाइल की भी उम्मीद करेंगे। कितनी जल्दी होती है यह मेरे लिए स्पष्ट नहीं है।

— बेन त्रेतेल

इस पेपर प्रवाह के अनुसार स्ट्रेटनर वेग प्रोफाइल को संरक्षित करते हैं। तो इससे पता चलता है कि वे इसके लिए काम नहीं करेंगे। अन्यथा, मुझे पता है कि संकुचन का उपयोग अधिक समान वेग प्रोफाइल बनाने के लिए किया जा सकता है, लेकिन यहां एक विस्तार है।

— बेन टेटटेल

Answer 1

ANSYS धाराप्रवाह 14.5 का उपयोग करते हुए आपकी समस्या का त्वरित और गंदा सीएफडी सिमुलेशन: मैंने इनलेट पाइप से मुख्य कक्ष में जाने के लिए 45 डिग्री के कोण के साथ 2 डी डक्ट, 8 "x 4" का उपयोग किया। एक आधा इंच व्यास के पाइप के माध्यम से प्रति घंटे 3 लीटर प्रवाह मानकर मुझे 6.6 मिमी / सेकंड का इनलेट वेग दिया। वायु बाईं ओर से प्रवेश करती है और दाईं ओर से बाहर निकलती है। इनलेट और आउटलेट को 101 kPa के निरंतर दबाव पर सेट किया गया था। मैं मानक दीवार कार्यों के साथ वास्तविक अशांति मॉडल का उपयोग करता था। कंप्यूटेड वेलोसिटी कंट्रोस नीचे हैं:$k-\epsilon$

आप देख सकते हैं कि जब तक कोण मुख्य भागों को पूरा करते हैं, तब तक प्रवाह बहुत समान हो जाता है। छवि को पढ़ना मुश्किल हो सकता है, लेकिन अंक ए और बी के बीच वेग में अंतर लगभग 1 मिमी / एस है।

अद्यतन करें

मैं इनलेट के साथ समस्या को सीधे मुख्य डक्ट में जा रहा हूं - कोई विस्तारक खंड नहीं। वेग आकृति इस प्रकार हैं:

बिंदु A पर वेग लगभग शून्य (एक मृत-स्थान) है। B पर वेग लगभग 4 mm / s है। वाहिनी के माध्यम से प्रवाह वाहिनी में लगभग 1 इंच के बाद समान हो जाता है, जहां मैं एकरूपता को परिभाषित कर रहा हूं जब वाहिनी के केंद्र में वेग दीवार के पास वेग के 1 मिमी / एस के भीतर होता है।

दूसरे मामले के बारे में सबसे दिलचस्प बात यह है कि कोनों में मृत धब्बे का गठन। प्रवाह काफी समान है, लेकिन अगर आपको अच्छे वेंटिलेशन की आवश्यकता है तो मृत स्थान खराब हो सकते हैं।