Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Quantitative characterization of seepage behavior in rough fracture considering hydromechanical coupling effect: an experimental study

Yu Xiang, Zhang Tong, Yang Ke, Yu Fei, Liu Yang, Tang Ming

Acta Geophysica

|

2023

|

Vol. 71, no. 5

2245--2264

EN

To study the effect of fracture morphology and in situ stress on the seepage behavior of rough fractures, hydraulic–mechanical experiments with different confining stresses, pore pressures and fracture geometry were carried out. The dimensionless parameter non-Darcy coefficient factor K and K-based critical Reynolds number model (KCRN) was proposed to characterize the behavior of rough-wall fracture and fluid seepage. The results show that the seepage flow of rough-wall fracture can be well described by Forchheimer equation. As the confining pressure increases from 1 to 31 MPa, the two walls of the rough fracture are compressed, and the fluid flow capacity is weakened, resulting in an increase of 2–3 orders of magnitude in Forchheimer viscosity coefficient A. Also affected by the increase in the confining pressure, the contact area between the two walls of the rough fracture increases, which makes the fluid channel become curved, increases the dissipation of water pressure in the inertial process and causes the inertial term coefficient B to increase by 2–3 orders of magnitude in general. In the whole range of test confining pressure (1 MPa–31 MPa), the flow state of rough fracture fluid is divided into zones based on the critical Reynolds number. The average hydraulic aperture decreases with the increase in the confining pressure, which can be perfectly fitted by hyperbolic function. The calculated critical Reynolds number of six rough fracture samples varies from 0.0196 to 1.0424. According to the experimental data, the K-based critical Reynolds number model (KCRN) is validated, and the validation results prove the accuracy and reliability of the model.

2

Liczby kryterialne w charakterystyce wężownicowego wymiennika ciepła

Smusz Robert, Wilk Joanna

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2019

|

z. 91 [299], nr 1-2

67--78

PL

W artykule zaprezentowano przegląd literaturowy oraz analizę porównawczą dotyczącą liczb kryterialnych istotnych w opisie i projektowaniu wężownicowych wymienników ciepła – liczby Deana i krytycznej liczby Reynoldsa. Liczby te uwzględniają specyfikę przepływu płynu w wężownicy powstałej przez nawinięcie rury o przekroju kołowym na walcowej pobocznicy. Omówiono również geometrię wężownicy niezbędną w opisie liczb kryterialnych ze względu na istotny wpływ parametrów geometrycznych na strukturę przepływu. Dokonana analiza porządkuje zakresy stosowalności odpowiednich wzorów kryterialnych w zastosowaniu do opisu zjawisk związanych z intensyfikacją wymiany ciepła w wężownicowym wymienniku, wynikającą z pojawienia się przepływu wtórnego, który jest efektem interakcji siły odśrodkowej, sił bezwładności oraz sił wywołanych lepkością płynu.

EN

The article presents a literature review and a comparative analysis of criterion numbers important in the description and design of coil heat exchangers - the Dean number and the critical Reynolds number. These numbers take into account the specificity of fluid flow in the coil resulting from winding of the circular section pipe on the cylindrical side. Coil geometry necessary in the description of criterion numbers was also discussed due to the significant influence of geometric parameters on the flow structure. The work analyzes the scope of applicability of appropriate criterion formulas in the description of phenomena related to intensification of heat transfer in the coil heat exchanger resulting from the occurrence of secondary flow, which is the effect of interaction of centrifugal forces, inertia forces and forces caused by fluid viscosity.

3

Bluff Body Wake Stability Enhancement by Mean of Non-Isothermal Blowing

Mathelin L., Bataille F.

Machine Dynamics Research

|

2011

|

Vol. 35, No. 1

108-122

EN

The influence of blowing or suction from the surface of a porous circular cylinder in crossflow onto the dynamics of its near wake is numerically studied for flows close to the onset of the wake vortex shedding regime at a Reynolds number of 49. Two cases are considered: the blowing may be at the same temperature as the mainstream fluid or at a lower temperature. The latter case is mainly motivated by arguments of thermal protection of the cylinder from a hot incident flow. Local and global instability growth rates are investigated under the effect of different blowing locations and temperatures. It is shown that both blowing and suction have a dramatic impact on the absolutely unstable region, thus affecting the wakr behavior, eventually leading to the suppression of vortex shedding.

4

Ocena rodzaju ruchu w przewodzie pracującym pod ciśnieniem w warunkach oscylacyjnego przepływu wody

Kołakowska A., Mitosek M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2009

|

z. 55

5-15

PL

W artykule oceniany jest rodzaj ruchu w przewodzie pracującym pod ciśnieniem w warunkach oscylacyjnego przepływu wody. Ruch oscylacyjny cieczy w przewodach może być rozpatrywany jako ruch naprzemienny lub jednokierunkowy. Ruch naprzemienny obejmuje zjawisko uderzenia hydraulicznego oraz wahania masy w układzie. Do ruchu jednokierunkowego o oscylacyjnym przepływie można zaliczyć przepływ krwi w tętnicach oraz zmienne w czasie przepływy, np. w sieciach wodociągowych. W przypadku małych amplitud prędkości przepływy te traktuje się jako quasi-ustalone. W przepływach oscylacyjnych można wyróżnić pięć stref ruchu: laminarny, zaburzony laminarny, słabo turbulentny, warunkowo turbulentny i o turbulencji w pełni rozwiniętej. Ze względu na trudności oceny granicy rozdziału tych stref, rozważania teoretyczne i doświadczalne koncentrują się na wyznaczeniu granicznej wartości liczby Reynoldsa Rekr, dla której turbulencja jest już w pełni rozwinięta. Przeanalizowano wpływ częstotliwości oscylacji na wartość Rekr. Stwierdzono, że w przypadku niskiej częstotliwości krytyczna wartość liczby Reynoldsa jest porównywana z wartością Rekr jak dla ruchu ustalonego. W przypadku wyższej częstotliwości oscylacji tego ruchu Rekr może przyjmować wartości większe. Interesującym zagadnieniem jest kształtowanie się oporów, zarówno w przepływie laminarnym, jak też turbulentnym, w przepływach o charakterze oscylacyjnym. Zagadnienie to jest szczególnie ważne przy ocenie warunków przepływu o charakterze quasi-ustalonym, typowych dla sieci wodociągowych. Obecnie są prowadzone badania eksperymentalne wpływu oscylacji prędkości przepływu na opory ruchu w przewodach wykonanych z różnych materiałów.

EN

The type of motion under oscillating water flow is analysed in the paper. Oscillatory liquid flow in pressurised pipes may be considered as a type of alternate or unidirectional motion. Alternate flow involves the phenomenon of water hammer and swinging of mass in a pipe. Flow of blood in arteries, as well as numerous cases of changes in time flows, e.g. in water-pipe networks, may be regarded as oscillation - unindirectional motion. For small amplitudes of stream velocity, flows are treated as quasi-steady flow. In oscillation flows, five types of zones of motion may be distinguished: laminar, distorted laminar, weakly turbulent, conditionally turbulent and fully turbulent. Due to difficulties in determination of phase boundaries of the zones, theoretical and experimental considerations have concentrated on the estimation of the critical value of the Reynolds number Rekr when flow becomes fully turbulent. Influence of oscillation frequency on the value of Rekr is analysed in the paper. It has been stated that for smali values of freąuency, the critical value Rekr is comparable with the critical Reynolds number for steady flow. When oscillation frequency increases, the critical value Rekr may become higher. An interesting issue is estimation of pressure loss when laminar and turbulent oscillation flows occur. This is particularly important when quasi-steady flow, typical for water-pipe net-work, is considered. At present, experimental research is carried out to estimate the influence of velocity oscillation on the pressure loss in pressurised pipes made of different materials.

5

Separation characteristics of fluid flow in a pipe with wavy surface

Mahmud S., Mamun M. A. H., Sadrul Islam A. K. M.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2002

|

Vol. 7, no 4

1263-1278

EN

Separation characteristics of fluid flow in a pipe with sinusoidal wavy surface are investigated numerically. The pipe waviness is characterized by a wavelength ('lambda') and an amplitude (a) of the wave. Steady laminar flow of a Newtonian fluid is considered. Governing equations are discretized using the control volume based Finite-Volume method with collocated variable arrangement. SIMPLE algorithm is used and TDMA solver is applied to solve the system of equations. The length of the pipe is kept four times the wavelength (4*'lambda'). The effect of surface waviness, determined by the wavelength-amplitude ratio 'lambda'/a (=L*) , on separation characteristics of fluid flow is presented. The simulation work has been carried out for L*= 11.0 - 30.0 and for the Reynolds number ranging from 50 to 2000. The structure of separation bubble depends strongly on the waviness of the surface for a particular Reynolds number and changes a little with the wave number n. Finally the flow field is presented in the form of stream function and axial velocity profiles for understanding the separation phenomenon.