Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Kształtowanie profilu prędkości w tunelu powietrznym przeznaczonym do badań procesów cieplno-przepływowych

Ochman A., Strzelecka K., Krasota D.

Zeszyty Energetyczne

|

2018

|

T. 5

15--24

PL

W artykule zaprezentowano wyniki z przeprowadzonych badań dotyczących pomiarów profilu prędkości w tunelu powietrznym zbudowanym do analizy wpływu geometrii turbulizatora na wymianę ciepła przy powierzchni grzewczej płaskiej płyty. W celu uzyskania jednorodnego profilu prędkości w części badawczej w sekcji wlotowej zastosowano tzw. dyszę Witoszyńskiego. Badania przeprowadzono dla dwóch charakterystycznych przekrojów tzn. na wlocie i wylocie z sekcji badawczej. Na podstawie badań laboratoryjnych określono jak kształtuje się profil prędkości dla przekroju umiejscowionego 50 mm za wylotem z dyszy Witoszyńskiego (wlot do sekcji badawczej) oraz w odległości 430 mm za wylotem z dyszy Witoszyńskiego (wylot z sekcji badawczej). Otrzymane wyniki zaprezentowano na wykresach 2D.

2

Rzeczywiste wartości współczynnika strat miejscowych podczas przepływu wody przez nagłe rozszerzenie rury

Strzelecka K., Jeżowiecka-Kabsch K.

Ochrona Środowiska

|

2010

|

Vol. 32, nr 1

33-37

PL

Skomplikowany charakter przepływu wody w otoczeniu skokowego zwężenia rury związany ze strukturą pola prędkości, czyli wartością współczynnika Coriolisa [alfa przekreślone równa się1], wiąże się z koniecznością doświadczalnego wyznaczania wartości współczynnika strat miejscowych (dzeta ) i określenia jego zależności od liczby Reynoldsa. Przedstawione w pracy badania doświadczalne pozwoliły na wyznaczenie rzeczywistych wartości współczynnika strat miejscowych, z uwzględnieniem wyznaczonej na podstawie badań własnych zależności alfa=alfa(Re), przy 9 stopniach zwężenia rury z zakresu d/D (0,35, 0,82). Rzeczywiste wartości współczynnika [dzeta] porównano z wartościami obliczonymi na podstawie wzoru stosowanego w praktyce inżynierskiej. W każdym przypadku wartości [dzeta] wyznaczone na drodze doświadczeń były mniejsze o 20÷70%, w zależności od stopnia zwężenia rury (d/D). W przypadku uformowanego przepływu turbulentnego (Red>104) przez skokowe zwężenie rury zaproponowano zależność w postaci dzeta=-0,5658(d/D)2+0,0002604(d/D)+0,4094 oraz odpowiadającą jej tabelę, co pozwala w łatwy sposób wyznaczyć wartość współczynnika [dzeta] przy wybranym stopniu zwężenia rury z zakresu d/D należące do przedziału (0,35, 0,82).

EN

The complexity of flow in the vicinity of the pipe sudden contraction is linked with the velocity field structure, i.e. with the Coriolis coefficient value alfa 1. That necessitates the determination of the resistance coefficient (dzeta) value by experiments and the assessment of its dependence on the Reynolds number. The experiments reported on in the present paper enabled the real values of the resistance coefficient [dzeta] to be determined (taking into account the relation alfa=alfa(Re) established in our own researches) for 9 pipe sudden contractions within the range of d/D (0.35, 0.82). The real values obtained by experiments were compared with the values calculated in terms of a formula commonly used in engineering. Without exception, the resistance coefficient values determined by experiments were found to be by 20% to 70% lower depending on sudden contraction (d/D). The formula dzeta=-0.5658(d/D)2+0.0002604(d/D)+0.4094 (as well as the relevant table) was proposed for the description of the turbulent flow (Red>104) through the pipe sudden contraction, and thus enabled the value of the coefficient [dzeta] to be determined for the sudden contraction chosen from the range of d/D (0.35, 0.82).

3

Wpływ struktury pól prędkości za skokowym zwężeniem rury na wartości współczynników oporów miejscowych

Strzelecka K., Jeżowiecka-Kabsch K.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2008

|

Vol. 13, spec. iss. 2/2

155--163

EN

Real values of local loss coefficients for flow through pipe sudden contraction (contraction ratio d/D € (035, 0,82) were determined. Variations (in time and vicinity of resistance) and the influence of the Reynolds anmber (Re € (1000, 50000)) on phenomena in the vicinity of sudden contraction were taken into account. Experimental values of ζ coefficients were referred to flow structure in the vicinity of sudden contraction researches. It was pointed out that (for the Reynolds number Re d > Re gr - corresponding to orderly structure of velocity field) obtained ζ coefficient values are lower than those used in engineering calculations.

4

Struktura pól prędkości w otoczeniu skokowego zwężenia rury

Strzelecka K., Jeżowiecka-Kabsch K.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2008

|

Vol. 13, spec. iss. 2/2

143--154

EN

Local and fluctuational velocity distribution, extent of pipe contraction influence and the range of Reynolds number (determining the velocity distribution in the vicinity of resistance) were determined on the basis of wemometrical researches' results. These experiments were carried out for flows through pipe sudden contraction (contraction ratio d/D€(0,53,0,82)) for the Reynolds number in the range of Re €(1000, 100000). Exemplary velocity profiles (for the greatest pipe diameter lead) and contour diagrams - izotachs (for the greatest and the least pipe diameter leads) were presented in this paper.

5

Rzeczywiste wartości współczynnika oporów miejscowych podczas przepływu wody przez skokowe rozszerzenie rury

Strzelecka K., Jeżowiecka-Kabsch K.

Ochrona Środowiska

|

2008

|

Vol. 30, nr 2

29-33

PL

Skomplikowany charakter przepływu w otoczeniu skokowego rozszerzenia rury związany m.in. z nierównomiernością rozkładu prędkości, a więc wartością współczynnika Coriolisa, powoduje konieczność doświadczalnego wyznaczenia wartości współczynnika oporów miejscowych i określenia jego zależności od liczby Reynoldsa. Przedstawione w pracy badania doświadczalne pozwoliły na wyznaczenie rzeczywistych wartości współczynników oporów miejscowych przy 9 stopniach rozszerzenia rury). Wartości uzyskanych rzeczywistych współczynników porównano z wartościami obliczonymi na podstawie stosowanego powszechnie w praktyce inżynierskiej wzoru Bordy.

EN

The complex character of flow in the vicinity of the leading pipe sudden expansion is linked with the non-uniformity of the velocity field, i.e. with the Coriolis coefficient. That necessitates determining the value of the resistance coefficient by experiments and establishing its dependence on the Reynolds number. The experiments reported in the present paper enabled the real values of the resistance coefficients to be determined for 9 pipe sudden expansions. The real values obtained by experiments were compared with the values calculated in terms of the Borda formula, which is commonly used in engineering.

6

Badania współczynnika Coriolisa podczas przejściowego i turbulentnego przepływu wody w rurze

Strzelecka K., Jeżowiecka-Kabsch K.

Ochrona Środowiska

|

2008

|

Vol. 30, nr 1

21-25

PL

Podawana najczęściej w literaturze inżynierskiej wartość współczynnika Coriolisa w przepływach turbulentnych wynosi 1. Wiąże się to z założeniem równomiernego rozkładu prędkości i może być obarczone błędem tym większym, im mniejsza jest turbulencja przepływu. Brak jest w literaturze bezpośredniej zależności współczynnika Coriolisa od liczby Reynoldsa, która dotyczyłaby szerszego zakresu przepływów, obejmującego także strefę przejściową, w obrębie której różnice pomiędzy równomiernym i rzeczywistym rozkładem prędkości przepływu mogą być największe.

EN

The Coriolis coefficient value for turbulent flows that is most frequently reported in engineering-oriented literature equals 1. This is attributable to the assumption of the uniform velocity distribution and can be burdened with error (the bigger, the lesser the turbulence in flow). As yet, the direct dependence of the Coriolis coefficient and the Reynolds number that would apply to a wider range of flows (including the transition zone where the differences between uniform and real velocity distribution can be the greatest) has received no attention in the literature.

7

Zależność współczynnika strat miejscowych od liczby Reynoldsa podczas przepływu wody przez nagłe zwężenie rury

Wędrychowicz W., Jeżowiecka-Kabsch K., Grygoriev A., Strzelecka K.

Ochrona Środowiska

|

2006

|

R. 28, nr 3

51-54

PL

Projektowanie układów hydraulicznych w głównej mierze opiera się na znajomości współczynnika strat miejscowych (?) na elementach stanowiących układ przepływowy. Wartości tego współczynnika, wyznaczone najczęściej na drodze doświadczalnej, podawane są w postaci stabelaryzowanej. W tabelach tych, w odniesieniu do oporu miejscowego w postaci nagłego zwężenia rury, podawana jest jedna wartość współczynnika dotycząca zadanego stopnia zwężenia, zatem zakłada się jego niezależność od liczby Reynoldsa. W pracy przeanalizowano wpływ liczby Reynoldsa (Red (10000;120000)) i stopnia zwężenia (D/d (1,58;2,87)) na wartość doświadczalnie wyznaczonego współczynnika strat miejscowych. Określono strefy przepływów, w których wartości współczynnika ? zależą od Red, sporządzono krzywą graniczną oddzielającą strefy zależności ? od Red, porównano wyniki uzyskane doświadczalnie i obliczone ze wzoru podawanego literaturze. Stwierdzono, że wartość współczynnika strat miejscowych zależy od liczby Reynoldsa w zakresie Red

EN

Hydraulic system design requires the knowledge of the resistance coefficients for the elements being part of the flow system. In specialized literature, the values of the resistance coefficients (generally determined by experiments) are presented in tabular form. In those tables, only one resistance coefficient value is given for the diameter ratio chosen, and hence the assumption that the value is constant over the entire range of the Reynolds number. In the study reported on in this paper, consideration was given to the effect of the Reynolds number Red (10000;120000) and the diameter ratio D/d (1.58;2.87) on the experimental values of the resistance coefficient. Flow zones where the resistance coefficient values ? depended on the Reynolds number Re were determined and the relevant limiting curve was plotted. The comparison of experimental and theoretical results has shown that the resistance coefficient values depend on the Reynolds number in the range of Red

8

Wpływ nagłego rozszerzenia rury na wartość współczynnika strat miejscowych

Jeżowiecka-Kabsch K., Strzelecka K.

Ochrona Środowiska

|

2006

|

R. 28, nr 2

53-56

PL

W przepływach cieczy lepkich przez nagłe rozszerzenie rury powstają straty hydrauliczne wywołane zaburzeniami struktury przepływającej strugi. Do wyznaczenia tych strat niezbędna jest znajomość wartości współczynników oporów miejscowych. W obliczeniach inżynierskich najczęściej są one wyznaczane ze wzorów teoretycznych, w których nie uwzględnia się ani nierównomierności rozkładu prędkości, ani zmian tego rozkładu wzdłuż przewodu, co prowadzi do błędów. Podstawę do dokładnego wyznaczenia strat energetycznych stanowią pomiary hydrauliczne, polegające na pomiarze różnicy ciśnień przed i za oporem miejscowym. W pobliżu oporu miejscowego obserwuje się jednak zaburzenia przepływu, co wymaga odsunięcia przekrojów nieco dalej (tak, aby profil prędkości był już uformowany) oraz skompensowania strat liniowych. W badaniach wykazano, że przy przepływach słaboturbulentnych o liczbie Reynoldsa ReD<105 dla d/D (0,35;0,82) doświadczalnie wyznaczone wartości współczynnika oporów miejscowych ( ) maleją wraz ze wzrostem liczby Reynoldsa. Zależność tę należy uwzględniać w dokładniejszych obliczeniach hydraulicznych. Stwierdzono, że przy przepływach o większych liczbach Reynoldsa wartości współczynnika obliczone z powszechnie stosowanego wzoru Bordy dają zawyżone straty miejscowe wywołane nagłym rozszerzeniem rury.

EN

In viscous flows through pipe sudden expansion, hydraulic losses caused by jet perturbation appear. The values of resistance coefficients are needed to find these energy losses. Nowadays mainly theoretical formulas are used to calculate these coefficients. This can produce errors because velocity distribution and changes in this distribution are not pointed out (velocity profiles undergo changes in the vicinity of such a local resistance). Experimental studies should be carried out to find real resistance coefficients and, consequently, real energy losses. Gauging sections must be situated in appropriate distance from the local resistance (formed velocity profile) and it is necessary to compensate linear losses. It was found that for the Reynolds number ReD<105 (diameter ratio ranging between 0.35 and 0.82) the values of the resistance coefficient decrease with an increase in the Reynolds number. It should be taken into account in more precise calculations. For higher Reynolds numbers, the values of calculated using theoretical formulas result in overestimated local losses caused by pipe sudden expansion.

9

Wpływ liczby Reynoldsa na strukturę pola prędkości za rozszerzeniem rury

Jeżowiecka-Kabsch K., Strzelecka K.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

|

2006

|

T. 27, z. 3/1

875-887

PL

Metodą anemometrii laserowej (LDA) wykonano pomiary prędkości miejscowych (uśrednionych i fluktuacyjnych) za nagłym osiowosymetrycznym rozszerzeniem rury. Zbadano przepływy o liczbach Reynoldsa Red (1000; 100 000) przez rury z dwoma znacznie różniącymi się stopniami rozszerzenia d/D = (0,53; 0,82). Na podstawie otrzymanych wyników wyznaczono pola prędkości uśrednionych, granice rozdziału strugi tranzytowej i stref recyrkulacji oraz pola względnych fluktuacji prędkości w obszarze za rozszerzeniem rury dla różnych liczb Reynoldsa.

EN

Local velocity measurements (mean and fluctuational) behind pipe axisymmetric sudden expansion have been obtained with laser-Doppler anemometer techniques. Flows with Reynolds numbers (Red) from 1000 to 100 000, for two different values of diameter ratio d/D = (0,53; 0,82) were investigated. Mean velocity distribution, jet boundary, recirculation zones and relative velocity fluctuations behind pipe sudden expansion are presented for various Reynolds numbers.

10

O wpływie struktury pól prędkości za nagłym rozszerzeniem rury na wartości współczynników strat miejscowych

Jeżowiecka-Kabsch K., Strzelecka K.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

|

2006

|

T. 27, z. 3/2

1241--1255

PL

Doświadczalnie określono straty energetyczne spowodowane nagłym rozszerzeniem gładkiej rury d/D = (0,35; 0,82) w przepływie wody scharakteryzowanym liczbami Reynoldsa Re d ∈ (2000; 50 000). Wyznaczono zależność współczynnika strat miejscowych ζ d od liczby Reynoldsa Re d oraz strefę przepływów, w której ζ d= ζ d (Re d). Zbadanie struktury pól prędkości miejscowych w otoczeniu tej przeszkody umożliwiło określenie czynników decydujących o destabilizacji strugi i przez to wpływających na stratę miejscową.

EN

Energy losses caused by pipe sudden expansion d/D = (0,35; 0,82) were found experimentally for water flows with Reynolds numbers in the range of Re d ∈ (2000; 50 000). The dependence of the resistance coefficient ζ d on the Reynolds number Re d and the flow zone in which ζ d=ζ d(Re d) were determined. Exploring the velocity distribution in a neighborhood of such resistance made it possible to find factors having an decisive effect on stream destabilization and local losses.

11

Problemy opisu struktury przepływu wody w przewodach z nagłymi rozszerzeniami i zwężeniami przekroju

Jeżowiecka-Kabsch K., Strzelecka K.

Ochrona Środowiska

|

2005

|

R. 27, nr 1

23-27

PL

Przeanalizowano przepływy wody przez przewody z nagłymi skokowymi zmianami pola przekroju przepływu, w tym również przez przewód z wbudowaną kryzą. Zaprezentowany materiał pozwolił na zaobserwowanie niektórych prawidłowości, wskazał na trudności występujące podczas jego analizy oraz umożliwił przygotowanie własnego programu badawczego. Prace poświęcone badaniom eksperymentalnym (przede wszystkim wizualizacyjnym) i numerycznym struktury przepływów przez przewód z nagłym osiowosymetrycznym rozszerzeniem przeważnie dotyczą stałego (jednego) stosunku średnic. Brakuje natomiast oceny wpływu stopnia skokowej zmiany średnicy przewodu na strukturę przepływu w strefie oddziaływania takiego oporu miejscowego. W literaturze brak również analiz dotyczących przepływu wody przez nagłe osiowosymetryczne zwężenia przekroju przepływu. Istniejące rozbieżności wartości współczynników kontrakcji i wyników fragmentarycznych badań doświadczalnych wskazują ponadto na konieczność doświadczalnego wyznaczenia wartości tych współczynników w zależności od stopnia zwężenia przewodu oraz w zależności od wartości liczby Reynoldsa, a następnie skorygowania istniejących wzorów. Także w przepływach przez przewody o ścianach zafalowanych może wystąpić kontrakcja strugi i związana z nią intensyfikacja mieszania. Dość dużo miejsca w literaturze poświęcono osiowosymetrycznym zwężeniom przewodów w postaci kryzy lub zwężki. Prowadzono zarówno badania eksperymentalne, jak i numeryczne dotyczące przepływów ustalonych oraz pulsujących z zakresu laminarnego, przejściowego i turbulentnego. W strefie oddziaływania skokowej zmiany średnicy rury występują szybkie zmiany profilu prędkości, a brak jest w literaturze wartości współczynników Coriolisa odnoszących się do tej strefy. Istnieje zatem konieczność oceny wpływu stopnia rozszerzenia i zwężenia przekroju przepływu na strukturę przepływu i intensywność procesów przebiegających za takimi oporami miejscowym, w tym na długość obszaru recyrkulacji, struktury wirowe powstające na spływie z krawędzi rozszerzenia, rozkład energii kinetycznej, straty energetyczne, a w wypadku nagłego zwężenia - na zjawisko kontrakcji.

EN

Flows through channels and tubes with suddenly expanded or constricted parts (also with an orifice) were analyzed on the basis of relevant literature reports. The data obtained in this way revealed some regularities, as well as a number of analytical problems, and enabled us to prepare our own research programme. The so-far reported experimental (mainly visualizations) and numerical researches into flow through a pipe with an axisymmetric sudden expansion have generally involved one selected diameter ratio. No estimations have been carried out to establish how other diameter ratios (differing from the chosen one) may affect the flow structure in the vicinity of such resistance. The available literature also fails to include analyses of flow over an axisymmetric sudden constriction. There are inconsistencies between the values of the contraction coefficients in the available formulas and the experimental values. This substantiates the need of finding the contraction coefficients and relating them to the Reynolds number. Jet contraction and intensification of the mixing process can be observed in flows through wavy walled channels. Many authors have refered to such axisymmetric constrictions as the orifice. Experimental and numerical researches have been reported into steady and pulsatile flows. Some of the studies concentrated on the changes in the non-symmetric area section. Velocity profiles undergo changes in the vicinity of sudden expansion, but the available literature does not include the values of the Coriolis coefficients in such a zone. It is therefore necessary to find out how different diameter ratios in axisymmetric sudden expansions and constrictions affect the structure of flow and the intensity of the turbulence processes after such resistance.

12

On the flow structure downstream the sudden change in channel cross-section

Jeżowiecka-Kabsch K., Strzelecka K.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2004

|

Vol. 9, Sp. 2/1

86-93

EN

Flows through channels and tubes with step-changing cross-section, including a channel with built-in orifice, were analysed based on the literature survey. The compiled material allowed us to observe some regularities, ;howed difficulties occurring during their analysis and made it possible to prepare our own research programme. Many authors refer to such axially symmetrical constrictions as an orifice. Experimental and numerical researches of steady and pulsating flows were studied. Some papers discussed non-symmetric changes of a channel cross-section. Papers which discussed experimental (mainly visualisation) and numerical examinations of flow through a pipe with a sudden axially symmetrical expansion refer mainly to a fixed diameter ratio. Papers do not evaluate the influence of the degree of sudden change in pipe cross-section on the flow structure in the vicinity of such a constriction. Literature is also lacking for analyses concerning the flow through sudden axially symmetrical channel constrictions. It is therefore necessary to evaluate the influence of the degree of diameter ratio change in channel expansions and constrictions on the flow structure and intensity of processes (length of recirculation zones, vortex structures, Coriolis ratio, energy losses and contraction phenomenon in case of a sudden constriction) downstream such a hydraulic resistance.