Liquid flow in smooth capillary pipes

• Autorzy: Szewczyk H.

Warianty tytułu

PL

Przepływ płynu przez gładkie kapilary

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Glass capillaries with diameters of d{280.6, 327.8, 857, 898, 1269} [mi]m and Re 200, 3300[ were used to experimental study of the characteristics of frictional resistances of water flow in microtubes. It has been found that the entrance and end effects may be fully eliminated and the capillary diameters may be indirectly but accurately computed using the Hagen.Poiseuille law. This important computing may be done at nearly full laminar regime (Re equal/less 1900) without limitations (Re equal/less 400) reported in some references. It was confirmed experimentally that laminar, transitional and turbulent microflows are consistent with macroflows.

PL

Wyznaczono doświadczalnie charakterystyki hydrauliczne (współczynnik oporu liniowego [lambda], liczbę Poiseuille.a Po [lambda] Re) przepływu wody w sześciu szklanych kapilarach o średnicach d.{280,6, 327,8, 857, 898, 1269} [mi]m (Re ]200, 3300[). Wykazano, że strata wlotowa i wylotowa dają się wyeliminować, a średnice kapilar można obliczyć z prawa Hagena.Poiseuille.a w niemal całym przedziale przepływu laminarnego (Re równe/mniejsze 1900) bez ograniczeń (Re równe/mniejsze 400) znanych z literatury. Jest bardzo ważne, aby średnice te były wyznaczone dokładnie a to zapewnia sposób opisany w pracy. Potwierdzono, że prawa obowiązujące w makroskali dotyczą również przepływów w mikroskali.

Słowa kluczowe

EN

capillary pipes; flow; Hagen-Poiseuille law; macroflows; microflows

PL

kapilary; makroskala; mikroskala; prawo Hagena-Poiseuille'a; przepływ

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Chemical and Process Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 29, z. 2
• Strony: 403--424
• Opis fizyczny: Bibliogr. 51 poz.,

Twórcy

autor

Szewczyk H.

Bibliografia

• [1] GAD-EL-HAK M., J. Fluids. Eng., 1999, 121, 5.
• [2] OBOT N.T., Microscale Thermoph. Eng., 2002, 6, 155.
• [3] HETSRONI G., MOSYAK A., POGREBNYAK E., YARIN L.P., Int. J. Heat Mass Transfer, 2005, 48, 1982.
• [4] YANG CH.-Y., WU J.-CH., CHIEN H.-T., LU S.-R., Microscale Thermoph. Eng., 2003, 7(4), 335.
• [5] ZAGAROLA M.V., SMITS A.J., Mean-flow scaling of turbulent pipe flow, J. Fluid Mech., 1998, 373, 33.
• [6] MCKEON B.J., SWANSON C.J., ZAGAROLA M.V., DONNELY R.J., SMITS A.J., J. Fluid Mech., 2004, 511, 41.
• [7] MALA GH.M., LI D., Int. J. Heat Fluid Flow, 1999, 20, 142.
• [8] ASAKO Y., NAKAYAMA K., SHINOZUKA T., Int. J. Heat Mass Transfer, 2005, 4985.
• [9] CELATA G.P., CUMO M., MCPHAIL S., ZUMMO G., Int. J. Heat Fluid Flow, 2006, 27, 135.
• [10] KEMBŁOWSKI Z., Reometria płynów nienewtonowskich, Warszawa, WNT, 1973.
• [11] KOHL M.J., ABDEL-KHALIK S.I., JETER S.M., SADOWSKI D.L., Int. J. Heat Mass Transfer, 2005, 48, 1518.
• [12] WEBB R., ZHANG M., Microscale Thermoph. Eng., 1998, 2, 189.
• [13] WEILIN QU, MALA GH. M., DONGQING LI, Pressure-driven flows in trapezoidal silicon microchannels, Int. J. Heat Mass Transfer, 2000, 43, 353.
• [14] SOBHAN CH.B., GARIMELLA S.V., Microscale Thermoph. Eng., 2001, 5, 293.
• [15] PAPAUTSKY I., AMEEL T., FRAZIER B., A review of laminar single-phase flow in microchannels, Proc. 2001 ASME Int. Mech. Eng. Congress and Exp., NY, Nov. 11–16, 2001, 1.
• [16] MAYNES D., WEBB A.R., Exp. Fluids, 2002, 32 , 3.
• [17] CELATA G.P., CUMO M., GUGLIEMI M., ZUMMO G., Microscale Thermoph. Eng., 2002, 6, 85.
• [18] JUDY J., MAYNES D., WEBB B.W., Int. J. Heat Mass Transfer, 2002, 45, 3477.
• [19] LI Z-X, DU D-X, GUO Z-Y, Microscale Thermoph. Eng., 2003, 7, 253.
• [20] GUO Z-Y, LI Z-X, Int. J. Heat Mass Transfer, 2003, 46, 149.
• [21] HERWIG H., HAUSNER O., Int. J. Heat Mass Transfer, 2003, 46, 935.
• [22] GAD-EL-HAK M., Int. J. Heat Mass Transfer, 2003, 46, 3941.
• [23] SZEWCZYK H., Zastosowanie Mechaniki Płynów w Inżynierii i Ochronie Środowiska. Ósme Ogólnopolskie Sympozjum. Materiały Sympozjum, Gliwice, PŚl, 2003, 237.
• [24] CELATA G.P., CUMO M., ZUMMO G., Exp. Therm. Fluid Sci., 2004, 28, 87.
• [25] SHARP K.V., ADRIAN R.J., Exp. in Fluids, 2004,36 , 741.
• [26] LELEA D., NISHIO S., TAKANO K., Int. J. Heat Mass Transfer, 2004, 47, 2817.
• [27] HSIEH S-S, LIN CH-Y, HUANG CH-F, J. Micromech. Microeng., 2004, 14, 436.
• [28] AGOSTINI B., WATEL B., BONTEMPS A., THONON B., Exp. Therm. Fluid Sci., 2004, 28, 97.
• [29] RANDS C., WEBB B.W., MAYNES D., Int. J. Heat Mass Transfer, 2006, 49, 2924.
• [30] HWANG Y.W., KIM M.S., Int. J. Heat Mass Transfer, 2006, 49, 1804.
• [31] HRNJAK P., TU X., Int. J. Heat Fluid Flow, 2007, 28, 2.
• [32] VENERUS D.C., J. Fluid Mech., 2006, 555, 59.
• [33] ZOHAR Y., LEE S.Y.K., LEE W.Y., JIANG L., TONG P., J. Fluid Mech., 2002, 472, 125.
• [34] ARKILIC E.B., BREUER K.S., SCHMIDT M.A., J. Fluid Mech., 2001, 437, 29.
• [35] CHURCHILL S.W., Chem. Eng., 1977, November 7, 91.
• [36] BAYRAKTAR T., PIDUGU S.B., Int. J. Heat Mass Transfer, 2006, 49, 815.
• [37] BARBER R.W., EMERSON D.R., A numerical study of low Reynolds number slip flow in the hydrodynamics development region of circular and parallel plate ducts, Daresbury Laboratory Technical Report DL-TR-00-002, December 2000.
• [38] WHITE F.M., Fluid Mechanics, Boston, McGraw-Hill, 2005.
• [39] JEŻOWIECKA-KABSCH K., SZEWCZYK H., Mechanika płynów, Wrocław, Oficyna Wydawnicza PWr, 2001.
• [40] SZEWCZYK H., Chem. Proc. Eng., 2008, 29, 271.
• [41] BRONSZTEJN I.N., SIEMIENDIAJEW K.A., MUSIOL G., MÜHLING H., Nowoczesne kompendium matematyki, Warszawa, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2004.
• [42] OLEŚKOWICZ-POPIEL C., WOJTKOWIAK J., Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja, 1995, 2, 299.
• [43] NIKURADSE J., Gesetzmässigkeiten der turbulenten Strőmung in glatten Rohren, VDI-Forsch.-Heft, 1932, 356, 1.
• [44] NIKURADSE J., Strőmungsgesetze in rauchen Rohren, VDI-Forsch.-Heft, 1933, 361, 1.
• [45] PROSNAK W.J., Mechanika płynów, t. 1, Warszawa, PWN, 1970.
• [46] ZANOUN E.-S., DURST F., BAYOUMY O., AL-SALAYMEH A., EXP. Therm. Fluid Sci., 2007, doi: 10.1016/j.expthermflidsci.2007.04.002.
• [47] ZAGAROLA M.V., Mean-flow scaling of turbulent pipe flow, PhD Thesis, Princeton University, 1996.
• [48] WÓJS K., Przepływ rozcieńczonych roztworów wielkocząsteczkowych polimerów w przewodach gładkich i chropowatych, Prace Naukowe Inst. Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów PWr 46, Monografie 24, Wrocław, Wyd. PWr., 1994.