Вопрос по гидравлике

[Борман 2 397]

Я конечно понимаю, что сложность этой задаче близка к максимальной и все будут относится к ней именно так и ее решение потребует все вычислительные ресурсы планеты, но спрошу...

 

Если в трубе стоит перегородка и перед ней одно давление а после нее - другое.То эта перегородка не уравновешена и на нее действует внешняя сила S*(P1-P2). Но если в  перегородке дырка (дроссельная шайба), через которую раcход Q (массовый или объемный), до нее давление P1, после нее P2<P1, то кака сила дейстует на нее в этом случае ?

 

[_Fedor_ 16]

Как обычно - дельта пэ на нормаль и на площадь . Дырку учесть  :)

[MotorManiac 130]

1 минуту назад, _Fedor_ сказал:

Как обычно - дельта пэ на нормаль и на площадь . Дырку учесть  :)

Не думаю, раз есть дырка значит  будет скорость (динамическое давление) с которой поток будет давить на конструкцию. Возможно F = (плотность газа*квадрат скорости/2 ) * коэффициент местного сопротивления * S.

[_Fedor_ 16]

Цитата

 (плотность газа*квадрат скорости/2 )

это кинетическая энергия, насколько понимаю...

[karachun 2 038]

Если дырка маленькая относительно перегородки то S*(P1-P2), дырку можно не учитывать. А если большая...

45 минут назад, Борман сказал:

сложность этой задаче близка к максимальной ... и ее решение потребует все вычислительные ресурсы планеты

Там распределение давления будет неравномерным и чтобы его учесть нужно использовать CFD.

Вообще, по хорошему, можно решить конструкцию с похожими габаритами и давлениями в осесимметрии - это достаточно быстро, исследование на 20 минут. И тогда можно сравнить CFD и ручные расчеты и тогда станет видно насколько эти расчеты подходят.

Изменено 11 марта 2020 пользователем karachun

[MotorManiac 130]

7 минут назад, _Fedor_ сказал:

это кинетическая энергия, насколько понимаю...

да

[Борман 2 397]

Ну так что, супер комп покупать ?

[_Fedor_ 16]

https://avidreaders.ru/book/spravochnik-po-gidravlicheskim-raschetam.html   лучше в этой книжке покопайтесь . Ее можно найти и скачать

http://techliter.ru/load/uchebniki_posobya_lekcii/gidravlika/spravochnik_po_gidravlicheskim_raschetam_kiselev_p_g/37-1-0-366

[_Fedor_ 16]

17 минут назад, MotorManiac сказал:

да

Будет какая-то потеря напора из-за дырки. То есть уменьшение перепада давления.  Возможно.  Похоже Вы правы про кинетическую энергию, вот что пишут на стр. 38

https://ru.wikipedia.org/wiki/Формула_Дарси_—_Вейсбаха 

[karachun 2 038]

31 минуту назад, Борман сказал:

Ну так что, супер комп покупать ?

Нет. Озвучить расход, рабочее тело, площади дырки и шайбы и давления чтобы форумчане могли посчитать эту задачку. Если это газ то и температура тоже нужна, хотя и для жидкости тоже не помешает.

Шайба шайбе рознь.

[Борман 2 397]

8 минут назад, karachun сказал:

чтобы форумчане могли посчитать эту задачку

Пф-ф-ф-ф-ф-ф. Сам то в это веришь ? 

Задача же плевая, просто базовых знаний нет.

[karachun 2 038]

@Борман Пришел на ум такой пример. Есть дроссельная шайба, через нее течет вода, разница давлений достаточно большая и на выходе из шайбы образуется большая зона с кавитацией. И теперь перед шайбой давление P1 за шайбой P(насыщенных паров воды) а дальше по трубе P2. И при этом P2>>P(насыщенных паров воды), грубо говоря прямо за шайбой практически вакуум. И для такой задачки уже нужно как минимум смитреть специальные справочники по трубопроводной арматуре в которых есть методики по расчету кавитации за резкими сужениями-расширениями.

2 минуты назад, Борман сказал:

Сам то в это веришь ?

Я сам это посчитать могу, если там жидкость, если газ то тоже могу но нужно немного мануалы почитать)

[_Fedor_ 16]

Вот коэффициент для формулы Вейсбаха. если сужение. Потом расширение .  Скорость на удаление.

Получается дв потери напора. Скорость при сужении можно сосчитать через расход , он то будет постоянным. То есть надо взять три участка. До сопротивления сужения в сопротивлении растянутом мысленно и потом сопротивление в расширении . Вроде так, формулы для всего есть в википедии… :)

[karachun 2 038]

@Борман Если кавитации не будет то примерно S*dP и получается.

Посчитал трубу диаметром 100 мм с дыркой d=10 мм. Перепад давления 1 атм. Сила полученная в CFD 2595 Н, S*dP=2567 Н.

[MotorManiac 130]

6 минут назад, karachun сказал:

Посчитал трубу диаметром 100 мм с дыркой d=10 мм

Интересно, а если попробовать калибр отверстия увеличить, скажем до 0.2-0.5 от главного диаметра. сыграет там динамическое давление или нет.

[Борман 2 397]

@karachun

спасибо, познавательно.

 

Для определенности - труба 219х8, падение давления с 77,4 до 6,9 атм. изб, метан. Параметры дырки неизвестны. Расход высокий, сам понимаешь..

19 минут назад, karachun сказал:

S*dP=2567 Н.

S - это по дырке ?

[karachun 2 038]

20 минут назад, Борман сказал:

S - это по дырке ?

Нет, это площадь шайбы. Я там немного напутал, перепад давления не 1 а 3.3 атм, рабочее тело - воздух.

20 минут назад, Борман сказал:

падение давления с 77,4 до 6,9 атм

Я так понимаю там еще и метан входит жидкий а выходит уже газообразный.

41 минуту назад, MotorManiac сказал:

Интересно, а если попробовать калибр отверстия увеличить, скажем до 0.2-0.5 от главного диаметра. сыграет там динамическое давление или нет.

Диаметр отверстия 0.5D_трубы. Перепад давления 3 атм. Сила по формуле 1767 Н, в CFD 2263.

[Борман 2 397]

7 часов назад, karachun сказал:

Я там немного напутал, перепад давления не 1 а 3.3 атм

Это значит там выше сила почти сошлась или не сошлась ? 

[Борман 2 397]

8 часов назад, karachun сказал:

Я так понимаю там еще и метан входит жидкий а выходит уже газообразный.

Ну нет. Это ж не пропан :)

[MotorManiac 130]

9 часов назад, karachun сказал:

Сила по формуле 1767 Н, в CFD 2263.

ну так, набегает : )