Analiza teoretycznych podstaw zjawiska dyspersji w rurociągach

• Autorzy: Kubala M.

Warianty tytułu

EN

Analysis of theoretical elements of the dispersion phenomenon in pipelines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jedyne, powszechnie przyjmowane do dnia dzisiejszego oszacowanie współczynnika dyspersji turbulentnej dla przepływu w rurociągu jest to podane w 1954 r. przez Taylora. Obliczenie współczynnika dyspersji na podstawie profilu prędkości przepływu turbulentnego przez rurociąg pokazuje jego silną zależność od wartości stałej von Karmana i mocy funkcji śladu. Porównanie obliczeń dla profili: czysto logarytmicznego, logarytmiczno-śladowego i zmodyfikowanego logarytmiczno-śladowego Guo i Juliena pokazuje, że ten ostatni najlepiej oddaje wartość otrzymaną przez Taylora.

EN

At present the only, generally accepted, evaluation of turbulent dispersion coefficient is that given by Taylor in 1954. Calculation of dispersion coefficient, on a basis of velocity profile of turbulent pipe flow, shows its strong dependency on value of von Karman constant and on wake strength. A comparison of calculations made for log, log-wake and, proposed by Guo and Julien, modified log-wake profiles shows that the latter brings the value nearest to that given by Taylor.

Słowa kluczowe

PL

profil prędkości; przepływ turbulentny w rurociągu; współczynnik dyspersji

EN

dispersion coefficient; turbulent pipe flow; velocity profile

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Środowisko
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 102, z. 8-Ś
• Strony: 165--176
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., wz., wykr.

Twórcy

autor

Kubala M.

• Instytut Zaopatrzenia w Wodę i Ochrony Środowiska, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] Reynolds O., On the dynamical theory of incompressible viscous fluids and the determination of criterion, Philosophical Transactions of The Royal Society of London, Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Vol. 186, 1895, 123-164.
• [2] Boussinesq M.J., Théorie de l'écoulement tourbillant, Mémoires présentés par divers savants à l'Académie des Sciences de l'Institut National de France, Vol. XXIII, No. 1, Paris 1877, 46-50; idem: Essai sur la théorie des eaux courantes. Mémoires présentés par divers savants à l'Académie des Sciences de l'Institut National de France, Paris 1877, Vol. XXIII, No. 1, Paris 1877, 380-398.
• [3] Taylor G.I., Diffusion by Continuous Movements, Proceedings o f the London Mathematical Society, Vol. 20, 1921, 196-212.
• [4] Taylor G.I., Dispersion of solute matter in solvent flowing slowly through a tube, Proceedings of the Royal Society of London, Series A: Mathematical and Physical Sciences, Vol. 219, 1953, 186-203.
• [5] Taylor G.I., The dispersion of matter in turbulent flow through a pipe, Proceedings of the Royal Society of London, Series A: Mathematical and Physical Sciences, Vol. 223, 1954, 446-468.
• [6] Elder J.W., The dispersion of marked fluid in turbulent shear flow, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 5, No. 4, May 1959, 544-560.
• [7] Fischer H.B., Longitudinal dispersion in laboratory and natural streams, Technical Report No. KH-R-12, California Institute of Technology, June 1966. Pełny tekst tego raportu dostępny w World Wide Web: Longitudinal dispersion in laboratory and natural streams [online], W. M. Keck Laboratory of Hydraulics and Water Resources Technical Reports [dostęp: 31 maja 2005 r.]. Dostępny w wersji Portable Document Format. Tryb dostępu: http://caltechkhr.library.caltech.edu/42/.
• [8] Islam M.R., Chaudhry M.H., Modeling of Constituent Transport in Unsteady Flows in Pipe Networks, Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 124, No. 11, November 1998, 1115-1124.
• [9] Axworthy D.H., Karney B.W., Modeling Low Velocity/High Dispersion Flow in Water Distribution Systems, Journal of Water Resources Planning and Management, Vol. 122, No. 3, 218-221.
• [10] Nikuradse J., Gesetzmäßigkeiten der turbulenten Strömung in glatten Rohren, VDI Forschungsheft No. 356, VDI-Verlag, Berlin 1932.
• [11] Nikuradse J., Strömungsgesetze in rauhen Rohren, VDI Forschungsheft No. 361, VDI-Verlag, Berlin 1933.
• [12] Laufer J., The structure of turbulence in fully developed pipe flow, NACA Report 1174, Washington DC 1954. Pełny tekst tego raportu dostępny w World Wide Web: The structure of turbulence in fully developed pipe flow [online], National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) Technical Report Server. Last Updated: Mon. Apr. 12 12:00:00 EDT 2004 [dostęp: 31 maja 2005 r.]. Dostępny w wersji Portable Document Format. Tryb dostępu: http://naca.larc.nasa.gov/reports/1954/naca-report-1174/naca-report-1174.pdf.
• [13] Zagarola M.V., Mean Flow Scaling of Turbulent Pipe Flow, Ph.D. Thesis, Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Princeton University, June 1996. Dane pomiarowe dostępne w postaci elektronicznej w World Wide Web: Superpipe Data [online]. Princeton Gas Dynamics and Fluid Dynamics Lab. This page last updated 27 My, 1998 (isa) [dostęp: 22 marca 2004 r.]. Tryb dostępu: http://www.princeton.edu/~gasdyn/ #superpipe_data.
• [14] Österlund J.M., Experimental studies of zero pressure-gradient turbulent boundary layer flow, Doctoral Thesis, Department of Mechanics, Royal Institute of Technology, Stockholm 1999. Dane pomiarowe dostępne w postaci elektronicznej w World Wide Web: ZPG Turbulent Boundary Layer Data [online]. Department of Mechanics, Royal Institute of Technology. Site updated: 21 Aug. 2000 [dostęp: 22 maja 2005 r.]. Tryb dostępu: http://www2.mech.kth.se/~jens/zpg/index.html.
• [15] Barenblatt G.I., Chorin A.J., Prostokishin V.M., Scaling Laws for Fully Developed Turbulent Flow in Pipes, Applied Mechanics Reviews, Vol. 50, No. 7, 1997, 413-429.
• [16] Barenblatt G.I., Chorin A.J., Small viscosity asymptotics for the inertial range of local structure and for the wall region of wall-bounded turbulent shear flow, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Vol. 93, No. 13, 25 June 1996, 6749-6752.
• [17] Barenblatt G.I., Chorin A.J., Prostokishin V.M., Scaling laws for fully developed turbulent flow in pipes: Discussion of experimental data, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Vol. 94, No. 3,4 February, 1997, 773-776.
• [18] Zagarola M.V., Smits A.J., Mean-flow scaling of turbulent pipe flow, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 373, Cambridge University Press, October 1998, 33-79.
• [19] Zagarola M.V., Smits A.J. Scaling of the Mean Velocity Profile for Turbulent Pipe Flow, Physical Review Letters, Vol. 78, No. 2, 13 January 1997, 239-242.
• [20] Zagarola M.V., Perry A.E., Smits A.J., Log laws or power laws: The scaling in the overlap region, Physics of Fluids, Vol. 9, No. 7, July 1997, 2094-2100.
• [21] McKeon B.J., Li J., Jiang W., Morrison J.F., Smits A.J. Further observations on the mean velocity distribution infully developed pipe flow, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 501, Cambridge University Press, February 2004, 135-147.
• [22] Buschmann M.H., Gad-el-Hak M., Debate Concerning the Mean-Velocity Profile of a Turbulent Boundary Layer, AIAA Journal, Vol. 41, No. 4, April 2003, 565-572.
• [23] Guo J., Turbulent Velocity Profiles in Clear Water and Sediment-Laden Flows, PhD Dissertation, Department of Civil Engineering, Colorado State University, Fort Collins 1998.
• [24] Guo J., Julien P.Y., Modified log-wake low for turbulent flow in smooth pipes, Journal of Hydraulic Research, Vol. 41, No. 5, 2003, 493-501.