Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Scour around spur dike in curved channel: a review

Tripathi Ravi Prakash, Pandey Kamlesh Kumar

Acta Geophysica

|

2022

|

Vol. 70, no 5

2469--2485

EN

A spur dike is a hydraulic structure, protruding in a river or channel used for several purposes like protection of river-bank erosion and deepening of the main channel. The present paper discusses pre-existing research work on flow pattern and prediction of temporal and maximum scours depth around the spur dikes placed in different locations at 90◦ and 180° curved channels. The equations having approximately 2.367, 4.47, 0.17, and 0.271 (average) times with their corresponding experimental data. The parameters, influencing the scour process and flow pattern, have been identified as the ratio of flow intensity to critical velocity (V/Vc≥1) is below 1 and special kind of bedding material is approximately 10 % greater than under livebed condition and many more. The numerical value of the Froude number and the geometry of the bed surface material are also discussed in this paper. Based on these parameters, the empirical formulations and experimental studies on local scours around the straight, L-shaped, T-shaped spurs, placed at 30°, 45°, 60°, 120°, and 180° azimuthal angles have been discussed. Various numerical schemes proposed in almost seventy-five literatures have been summarized. A critical review of numerical and experimental results found in different works related to temporal and maximum scour depth, flow characteristics, and bed topography around the dike shows that the data and accompanying results are insufficient for the design of spurs used as river structures in curved channels. There are needs to carry out extensive experiments, under various flow conditions, to examine the flow behavior and scouring processes around the spurs. Due to complex flow pattern and scouring processes, taking place around the spur, it becomes difficult to understand the real physics behind these phenomenon and therefore, data-driven models are suggested to arrive at more reasonable relationships required to be used for design purposes.

2

Analyzing fuid fow characteristics in a dual porosity reservoir with an elastic outer boundary

Kim Song Chol, Han Chol Gwang, Rim Myong Won, Kim Ju Song, Ryang Myong Jun

Acta Geophysica

|

2021

|

Vol. 69, no. 5

1843--1853

EN

When we develop petroleum and natural gas reservoirs, we can see a lot of dual-porosity reservoirs with both pores and fractures. Many researchers have studied characteristics of fluid flow in dual-porosity reservoirs with the ideal outer boundary (infinite boundary, closed boundary or constant pressure boundary) but nobody has considered dual-porosity model with the elastic outer boundary (EOB) reflecting the real condition. So there could be large errors in analyzing well-test data for dual-porosity model. In this paper, we establish a percolation model for dual-porosity reservoirs with the EOB and consider the skin factor and wellbore storage. And we obtain its solution in Laplace space by introducing the effective well radius and applying the Laplace transformation. An approximation in Laplace space is also derived by using an asymptotic formula of I0(x) and I1(x). By using Stehfest numerical inversion of Laplace transformation, the solution in the real space is obtained. We compare this model to homogeneous model with the EOB and conventional dual-porosity model, respectively. Comparison results show that the conventional outer boundary conditions are three special cases of the EOB and homogeneous model with the EOB is a special case of dual-porosity model with the EOB. Flow characteristics are analyzed and it is shown that the EOB affects analysis of well-test data through simulation. This study may improve the accuracy of well-test analysis for dual-porosity reservoir.

3

Analysis of wake structures in bubbly flowsusing Particle Image Velocimetry (PIV)

Lewandowski Björn, Fertig Micha, Kreke Georg, Ulbricht Mathias

Chemical and Process Engineering

|

2019

|

Vol. 40, nr 1

49–-55

EN

The flow structure around rising single air bubbles in water and their characteristics, such as equivalentdiameter, rising velocity and shape, was investigated using Particle Image Velocimetry (PIV) and Shadowgraphy in a transparent apparatus with a volume of 120mL. The effect of different volumetricgas flow rates, ranging from 4μL/min to 2 mL/min on the liquid velocity was studied. Ellipsoidalbubbles were observed with a rising velocity of 0.25–0.29 m/s. It was found that a Kármán vortex streetexisted behind the rising bubbles. Furthermore, the wake region expanded with increasing volumetricgas flow rate as well as the number and size of the vortices.

4

Investigating the Effect of the Opening Unit on the Airflow Field in Rotor Spinning

Jin Y., Zhu S., Cui J., Li J., Zhu Z.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2017

|

Vol. 25, no. 5 (125)

18--24

EN

The opening unit is an important device in a rotor spinning unit to comb fibres and remove trash. In this paper, numerical simulation is carried out to study the flow structure in the rotor spinning channel and the trash removal process in the trash removal unit. Firstly the effect of the opening unit on the airflow field in the rotor channel is investigated by singlephase simulation. The result shows that the effective area for fibre conveyance enlarges as the absolute value of negative pressure at the outlet increases, while it decreases as the opening roller speed increases. However, the effect of the negative pressure and the opening roller speed on the length of the vortex in the axial direction is quite small. Secondly the trash separation process in the trash removal unit is simulated using the Discrete Phase Model (DPM). Suitable rotational speeds of particles of different diameters are acquired. These results could provide a valuable reference for parameter selection in the trash-removal process.

PL

Jednostka otwierająca jest ważnym urządzeniem w przędzarce rotorowej służącym do rozczesywania włókien i usuwania odpadów. W artykule przeprowadzono symulację numeryczną mającą na celu zbadanie struktury przepływu w kanale przędzalniczym wirnika oraz procesu usuwania odpadów. Wpływ jednostki otwierającej na pole przepływu powietrza w kanale wirnika badano symulacją jednofazową. Wyniki wykazały, że efektywny obszar transportu włókien powiększa się, gdy wartość bezwzględnej wartości ujemnego ciśnienia na wylocie wzrasta, a zmniejsza się wraz ze wzrostem prędkości wału otwierającego. Jednakże wpływ podciśnienia i prędkość wału otwierającego na długość wiru w kierunku osiowym jest stosunkowo niewielka. Stwierdzono także, że proces separacji odpadów w jednostce usuwania odpadów jest symulowany przy użyciu modelu dyskretnego fazy (DPM). Otrzymuje się odpowiednie prędkości obrotowe cząstek o różnych średnicach. Wyniki te mogą stanowić cenny punkt odniesienia dla wyboru parametrów w procesie usuwania odpadów.

5

Ocena wpływu wartości liczb losowych w metodzie Hydroprojektu na parametry fali hipotetycznej

Gądek W.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2015

|

z. 62, nr 3/I

97--111

PL

Metoda Hydroprojektu stosowana do wyznaczania fal hipotetycznych wykorzystuje wartości liczb losowych w zakresie od -0,1 do 0,2 uzyskane z generatora liczb losowych do uzmiennienia przebiegu czasowego wezbrania. Celem niniejszej publikacji jest sprawdzenie, w jakim zakresie ulegają zmianom parametry wezbrania takie jak: objętość i czas trwania, w wyniku stosowania generatora liczb losowych. Analizę przeprowadzono dla danych zarejestrowanych na 30 wodowskazach położonych na obszarze zlewni górnej Wisły. Wybrane posterunki reprezentują zlewnie o różnej powierzchni i różnym charakterze. Reprezentowane są zlewnie górskie, podgórskie, wyżynne i nizinne. Najmniejsza zlewnia potoku Lubieńka ma powierzchnię 46,9 km2, a największą jest zlewnia Wisły po przekrój wodowskazowy Zawichost 50 732 km2. Przy wyborze tzw. hydrogramu wzorcowego dla metody Hydroprojektu, wykorzystano opracowaną przez autora publikacji „formułę na objętość”, która w sposób zadawalający wyznacza wartość objętości wezbrania dla zadanej powierzchni zlewni. Formuła ta może być stosowana zarówno dla dorzecza Wisły jak i Odry. Z uwagi na to, że w metodzie Hydroprojektu nie wyznacza się w sposób jednoznaczny poziomu odcięcia wezbrania, przyjęto dla celów porównawczych, że obliczenia będą prowadzone dla wartości przepływów większych od Qmax50%. Jak wykazały przeprowadzone obliczenia zarówno wartość objętości jak i czasu trwania wezbrania wykazują duże zróżnicowanie w stosunku do wezbrania przy wyłączonym generatorze liczb losowych. Odchylenie przy wartości liczby generatora 0,2 w zakresie czasu wznoszenia i opadania w stosunku do wyłączonego generatora liczb zmienia się od 16% do 58%. Podobne wartości odchylenia obliczono dla objętości wezbrania. Nie udało się ustalić przyczyn tak dużej rozpiętości wyników. Zaleca się ograniczenie górnej wartości liczby losowej do 0,1 i stosować generator w zakresie od -0,1 do 0,1.

EN

Hydroprojekt method applied for determining the design waves uses the values of random number within the range from -0,1 to 0,2 from random number generator for showing the time route variation of the flood. The aim of this publication is to verify to what extent the flood parameters such as: volume and duration time, are subject to change as a result of the application of this random number generator. The analysis was conducted for the data registered on 30 water gauges located within the boundaries of the upper Vistula catchment. The selected posts represent the catchments with different surface areas and of different nature. They represent mountainous, mountain-foot, upland and lowland catchments. The smallest catchment Lubieńki has the surface area of 46,9 km2, and the biggest catchment is Vistula catchment up to Zawichost with the area of 50 732 km2. While choosing so-called standard design hydrograph for the method, the developed by the author 'formula for volume' was used, and this formula designates satisfactory the value of volume for a set surface area of the catchment. This formula may be used for both Vistula and Odra catchment areas. Due to the fact that in Hydroprojekt method the flood cut-off level is not determined explicitly, for comparative purposes it was assumed that the calculations are to be done for the discharges not smaller than Qmax50%. As the conducted calculations indicate, both the volume value and flood duration show great diversity in relation to the flood at the disabled random number generator. The deviation at the number value from the generator 0,2 in the range of rising and declining time in relation to the disabled number generator varies from 16% to 58%. The similar deviation values were calculated for the values of the flood duration time. The causes for such big range of the results could not be established.

6

Badanie charakterystyki przepływu w tunelu aerodynamicznym zasilanego za pomocą wentylatorów osiowych

Bońkowska E., Pietkiewicz P., Miąskowski W., Nalepa K.

Mechanik

|

2011

|

R. 84, nr 7(CD)

37-44

PL

W artykule została przedstawiona metoda wyznaczania charakterystyki przepływu w tunelu aerodynamicznym za pomocą wentylatorów osiowych. Badanie zostało przeprowadzone po stronie tłoczącej za zwężką Witoszyńskiego przy użyciu termoanemometru elektronicznego. Oprócz analizy empirycznej wykonana została analiza komputerowa w celach porównawczych.

EN

Method of a flow characteristic’s determination in a wind tunnel with the help of axial-flow fans was presented in this paper. Research were carried out on the pressure side, behind the Witoszyński’s orifice using electronic hot-wire anemometer. Apart from the empirical analysis, also computer analysis was conducted with the comparative purpose.

7

Wpływ ukształtowania geometrii kierownic pomp na parametry i charakterystyki przepływu stopnia pompy wielostopniowej

Plutecki J., Plutecki W.

Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne

|

2008

|

Z. 10, Vol. 2

243-252

PL

Wylotowe kierownice łopatkowe stosowane w wolnobieżnych pompach wirowych mają za zadanie przeprowadzenie czynnika roboczego pomiędzy kolejnymi stopniami pompy z możliwie najmniejszymi stratami hydraulicznymi. Trudność w uzyskaniu relatywnie małych strat wynika z konieczności zmiany kierunku przepływu z odśrodkowego na dośrodkowy oraz z własności pomp wolnobieżnych. W referacie przedstawiono możliwości kształtowania geometrii układu przepływowego stopnia pompy. Przeprowadzono numeryczną wizualizację przepływu dla współpracy określonego wirnika z poszczególnymi typami kierownic przy określonych, stałych parametrach stopnia pompy. Porównano uzyskiwane wymiary geometryczne i charakterystyki przepływu.

EN

The outlet guide vanes use in slow-speed impeller pumps, are responsible for direct flow flux between other stage of pumps with the least hydraulic losses. Too get relative small losses is difficult because the flow change direction from centrifugal to centripetal and is be caused property of free-wheel pumps. In this report was introduced the possibility of formation the one stage geometry of pump. The numerical visualization of flow in one runner with a few different guide vanes was conducted. The results of geometry and characteristic of flow were compared.

8

Wpływ zmiany warunków brzegowych na charakterystykę przepływu ślimakowego

Steller R.

Polimery

|

2006

|

T. 51, nr 6

449-455

PL

Przeprowadzono teoretyczną analizę wpływu zmiany warunków brzegowych na charakterystykę przepływu cieczy lepkich w kanale ślimaka. Przyjęto dwa skrajne warianty warunków brzegowych: obracający się cylinder i nieruchomy ślimak (A) lub obracający się ślimak i nieruchomy cylinder (B). Analizę przeprowadzono w odniesieniu do modeli kanału płaskiego, pierścieniowego i śrubowego, stosując odpowiednio współrzędne prostokątne, cylindryczne i śrubowe. W przypadku cieczy newtonowskich wykazano, że rozwiązania dotyczące dowolnego kanału i odpowiadające obu wariantom różnią się jedynie członem opisującym obrót ciała sztywnego. Tak więc, obydwa warianty są równoważne, co oznacza, że określające wydajność przemieszczenie cieczy względem powierzchni ślimaka jest niezależne od wyboru warunków brzegowych. W przypadku przepływu cieczy nienewtonowskich w kanale płaskim (zaniedbującym rzeczywistą krzywiznę kanału) występują jednak pewne różnice w charakterystyce przepływu, zależne od wyboru warunków brzegowych. W odniesieniu do kanału pierścieniowego i śrubowego, uwzględniających krzywiznę kanału, różnice takie nie pojawiają się.

EN

Effect of change of boundary conditions on flow characteristic of viscous liquids in screw channel was analyzed theoretically. Two extreme variants of boundary conditions were assumed: rotating barrel and stationary screw (A) or rotating screw and stationary barrel (B). The analyses were performed for the flat, cylindrical or helical channel models using rectangular, cylindrical or helical coordinates, respectively (Fig. 1). In the case of Newtonian liquids it was shown that the solutions for any channel shape and corresponding to both variants of boundary conditions differ only in terms describing the solid body rotation. So both variants are equivalent i.e. the liquid displacement in relation to the screw surface, determining the output, is independent of the choice of boundary conditions. In case of the flow of non-Newtonian fluids in the flat channel (neglecting the real channel curvature), however, there are some differences in flow characteristics dependent on the boundary conditions' choice. For cylindrical or helical channels (taking into consideration the channel curvature) such differences do not appear.

9

Investigations of butterfly control valve flow characteristics

Wojtkowiak J., Oleśkowicz-Popiel C.

Foundations of Civil and Environmental Engineering

|

2006

|

No. 7

381-395

EN

Butterfly valves are the most popular control devices in ventilation and air conditioning systems. The results of experimental and numerical (CFD) investigations of a commonly used valve having a thin-flat-sharp-edge disk and blockage ratio d/D = 0.947 have been presented. Flow characteristics, flow patterns and pressure distributions in the disk vicinity have becnshown and discussed. Steady-state, three-dimensional, laminar and turbulent flows (10(3) < Re < 2x10(4) have been analyzed. It is shown that the literature data differ considerably from our new experimental and numerical results. Based on the new results an improved flow characteristics equation K=f(d/D, a, Re) valid for dID = 0.947 has been proposed.

10

Relationships between the conditions that determine the shape of the flow and power consumption characteristics and the pump design and performance parameters.

Błaszczyk A.

Archive of Mechanical Engineering

|

2003

|

Vol. L, nr 3

265-281

EN

The relationships between the conditions that describe the shape of the flow and power consuption characteristics and the pump design and performacne parameters are described. These relations concern: - flow charcteristics (throttling curves) described with a fourth-order polyniminal, - non-overloading power consumption characteristics of the pump. The pumps that have to exhibit such characteristics are these deigned to operate in an arbitrary installation. These pumps must also be charcterised by cavitation-free operation in the whole range of discharge variability. In the relations presented, the condition of cavitation-free operation is considered as well.

PL

W artykule przedstawiono zależności pomiędzy warunkami opisującymi kształt charakterystyki przepływu i poboru mocy z parametrami konstrukcyjnymi i ruchowymi pompy. Związki te dotyczą: - charakterystyki przepływu opisanej wielomianem czwartego stopnia, - nieprzeciążalnej charakterystyki poboru mocy przez pompy. Przedstawione w artykule związki i zależności pomiędzy warunkami określającymi kształty charaterystyki przepływu i poboru mocy oraz bezkawitacyjną pracą pompy powinny być wykorzystane w algorytmie projektowania pomp przeznaczonych do współpracy z dowolną instalacją.

11

The first correction to the darcy's law in view of the homogenization theory and experimental research

Cieślicki K., Lasowska A.

Archives of Mining Sciences

|

1999

|

Vol. 44, nr 3

395-412

EN

In the paper the non-linear correction term to the Darcy's law laminar flows was determined theoretically and experimentally. The correction term to the Darcy's law is generally assumed to be quadratic in the seepage velocity - the additional term present in the Forschheimer's formula applied since 1901. Basing on the homogenization theory and the research programme, where the experiments were conducted in axisymmetrical tubes with periodic step changes in diameter, it was demonstrated that the first correction term to the Darcy's law will be cubic in the seepage velocity, instead of quadratic. The absence of the quadratic term provides that Darcy's law can be applied asymptotically throughout the range of small seepage velocities. It was found out experimentally that both the applicability range and the magnitude of the coefficient present in the cubic correction term is the function of the geometrical structure of the models. When the seepage velocity [Re number] should exceed a certain value, the correction term becomes quadratic thus marking off the second laminar flow zone. To interpret those correlations in terms of physics the experiments were run which consisted of streamline visualization with marker particles in the selected model segments. The liquid was made optically homogeneous to the model material. The laser sheet was applied to obtain the required visualization planes. It was found that in the zone where the cubic correction to Darcy's law is applicable the geometrical flow patterns change significantly. The main core is thus reduced and the recirculatory flow increases with an increase of the seepage velocity. In the zone to which the quadratic correction term applies no significant changes of the main core were noticed.

PL

Pracę poświęcono teoretyczno-eksperymentalnemu określeniu nieliniowej korekcji prawa Darcy'ego w zakresie przepływów laminarnych. Powszechnie za taką korekcję uważa się kwadratowy względem prędkości filtracji, addytywny składnik występujący w stosowanym od 1901 r. fenomenologicznym wzorze Forchheimera. Dla teoretycznego określenia charakteru zależności pomiędzy spadkiem ciśnienia w pojedynczym segmencie kanału periodycznego o falistej granicy a natężeniem przepływu cieczy w zakresie małych liczb Re wykorzystano teorię homogenizacji. U podstaw teorii leży założenie istnienia dwóch dobrze separowalnych charakterystycznych wymiarów / oraz L spełniających relację (1). Oba wymiary / i L odpowiadają dwom bezwymiarowym zmiennym przestrzennym x oraz X zwanym odpowiednio zmienną mikroskopową i zmienną makroskopową. Przepływ cieczy w rozważanym kanale jest w mikroskali dwuwymiarowy i periodyczny (4), natomiast w makroskali jest jednowymiarowy i odpowiada przepływowi w rurze z niezmiennym wzdłuż osi polem prędkości i stałym gradientem ciśnienia. Skala mikroskopowa odzwierciedla charakterystyczny wymiar segmentu. Skala makroskopowa jest rzędu długości całego modelu. Dokonując rozwinięcia w szereg (2) pola prędkości v i ciśnienia p, wstawiając je do bezwymiarowych równań (6) i (7) otrzymano dla rosnących potęg parametru E ciągi równań, z których można wyznaczyć kolejne wyrazy rozwinięć. Rozwinięcie zakończono na wyrazie pozwalającym określić pierwszą niezerową poprawkę do liniowego prawa Darcy'ego. Okazało się, że nie jest nią składnik kwadratowy względem prędkości filtracji - jak to wynikało ze wzoru Forchheimera, lecz sześcienny. Współczynnik kwadratowego składnika dany przez (37) zeruje się wskutek periodycz-ności pola prędkości. Wynika stąd jednocześnie, że opory hydrauliczne przepływu w kanale dla małych wartości liczby Reynoldsa wzrastają kwadratowo, zgodnie z wzorem (46). Brak składnika kwadratowego zapewnia asymptotyczną stosowalność prawa Darcy'ego w zakresie małych wartości prędkości filtracji. W drugiej części pracy eksperymentalnie potwierdzono przydatność równania (46) do aproksymacji charakterystyk przepływowych osiowo symetrycznych, periodycznych modeli o różnych wymiarach wnęk przedstawionych na rysunku (Fig. 2). Stwierdzono, że zarówno zakres stosowalności, jak i wielkość współczynnika przy sześciennym członie korekcyjnym jest funkcją geometrycznej struktury modeli. Ilustrują to wykresy zależności oporu hydraulicznego od wydatku przepływu lub liczby Reynoldsa przedstawione na rysunkach: Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6. Liczbę Reynoldsa liczono w oparciu o średnicę zwężenia i średnią prędkość w zwężeniu. Jednocześnie zaobserwowano, że przedmiotowa poprawka obowiązuje w znacznie większym zakresie liczb Re, niżby to wynikało z założeń poczynionych przy wyprowadzaniu równiania. Powyżej pewnej prędkości filtracji (liczby Re) składnik korekcyjny staje się kwadratowy, wyznaczając drugą (Forchheimera) laminarną strefę przepływu (Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5). Dla nadania fizykalnej interpretacji stwierdzonych zależności przeprowadzono cząsteczkową wizualizację linii przepływu prądu w pojedynczych segmentach badanych modeli. Stwierdzono, że strefie obowiązywania sześciennej poprawki do prawa Darcy'ego towarzyszą duże zmiany geometrycznych form przepływu sprowadzające się do redukcji rdzenia przepływu i wzrostu udziału przepływu recyrkulacyjnego następujące ze wzrostem prędkości filtracji. W strefie obowiązywania poprawki kwadratowej zmiany rdzenia przepływu są niezauważalne (Cieślicki & Lasowska, 1995a), (Lasowska, 1996).