Zastosowania modelu CFD FLUENT do określania strat hydraulicznych w kołowych przewodach wodociągowych ze światłowodem

• Autorzy: Siwicki P. , Szeląg B.

Warianty tytułu

EN

Application of CFD FLUENT model to determine the hydraulic losses in the circular pipe with fiber optic cables

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przeprowadzono obliczenia strat hydraulicznych na długości przewodu kołowego z umieszczonym w nim światłowodem oraz z wstawioną wkładka renowacyjną umożliwiającą przeprowadzenie światłowodu. Obliczenia spadku ciśnień wykonano za pomocą modelu CFD. Kalibrację modelu wykonano dla przewodu kołowego wykorzystując wyniki uzyskane ze wzoru Colebrooka – White’a. Wzrost strat energii w wyniku wstawienia wkładki renowacyjnej przy obliczaniu współczynników oporu wynosi w stosunku do przewodu kołowego około 40%, a w przypadku wstawienia światłowodu około 17%. Wykorzystanie wzorów empirycznych dla przewodów kołowych do określania strat hydraulicznych w przewodach z wkładką światłowodową lub samym światłowodem uwzględniając jedynie zmianę promienia hydraulicznego zaniża wielkości strat. Jedną z przyczyn rozbieżności jest zmiana struktury rozkładu prędkości w polu przepływu dla analizowanych przewodów w stosunku do przewodu kołowego. Przeprowadzone analizy modelem CFD FLUENT należałoby poddać weryfikacji na modelach fizycznych.

EN

The paper presents verification results of the empirical formulas for calculating the hydraulic losses in the circular pipes to the calculation losses in circular pipe with optical fibers in the shell extensions and circular pipe with fiber optic cable. Verification was made using the CFD numerical model. The use of empirical formulas for determining the hydraulic losses in the circular pipe with optical fibers in the shell extensions and circular pipe with fiber optic cable having a change of hydraulic radius underestimates the size of losses. One source of differences is to change the structure of the velocity distribution in the flow area for analyzed case in relation to the circular pipe. Conducted analysis of CFD models should be verified on physical models.

Słowa kluczowe

PL

przewód kołowy; straty hydrauliczne

EN

circular pipe; hydraulic losses

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 19, No. 4
• Strony: 3--13
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Siwicki P.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Katedra Inżynierii Wodnej i Rekultywacji Środowiska, ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warszaw,a Poland

autor

Szeląg B.

• Politechnika Świętokrzyska, Katedra Geotechniki i Inżynierii Wodnej, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland

Bibliografia

• BŁAŻEJEWSKI R. 1999: Wstęp do badań empirycznych. Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. A. Cieszkowskiego, Poznań.
• CHEN N.H. 1979: An explicit equation for friction factor in pipe. Industrial and Engineering Chemistry Fundamentals 18, 3: 296–297.
• CHURCHILL S.W. 1977: Friction factor equations spans all fluid – ranges. Chemical Engineering 91.
• DĄBROWSKI W. 2004: Oddziaływanie sieci kanalizacyjnych na środowisko. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków.
• FLUENT 12.1. 2010: User’ Guide Fluent Inc.
• GRABARCZYK C. 1997: Przepływ cieczy w przewodach. Wydawnictwo Enviroter, Poznań.
• GUO J., YULIEN P.Y. 2007: Buffer law and transitional roughness effect in turbulent open – channel flow. The Fifth International Symposium on Environmental Hydraulics, 4–7 December, Arizona.
• IDELČHIK 1994: Handbook of Hydraulics Resistance. CRC Press.
• JEYAPALAN J.K. 2007: The Pipe is There: Using Existing Infrastructure to Speed. FTTH Deployment. Broandband Properties: 61–70.
• OZGER M., YILDIRIM G. 2009: Determining turbulent flow friction coefficient using adaptive neuro – fuzzy computing technique. Advance in Engineering Software 40: 281–287.
• PATTANAPOL W., WAKES S.W., HILTON M.J., DICKINSON K.J.M. 2007: Modeling on Surface Roughness for Flow over a Complex Vegetated Surface. World Academy of Science. Engineering and Technology 32: 273–281.
• ROMEO E., ROYO C., MONZON A. 2002: Improved explicit equation of the friction factor in rough and smooth pipe. Chemical Engineering Journal 86: 369–374.
• REGEL W. 2004: Mathcad przykłady zastosowań. MIKOM, Warszawa