Hvordan beregne Velocity i Turbulent Flow

Hvordan beregne Velocity i Turbulent Flow


Fluiddynamikk er opptatt med bevegelsen av fluider (for eksempel væsker og gasser). En av de viktigste (og mystiske) konsepter er fluiddynamikk er turbulent strømning, noe som er strømnings som blir kaotisk og vanskelig å forutsi. Sigarettrøyk som begynner å krøller når den forlater sigaretten er et eksempel på en turbulent strømning. Vanligvis vil gjenstandene som overskrider en bestemt hastighet gjennomgå turbulent strømning (avhengig av andre fluidegenskaper). Å beregne hastigheten av et fluid som gjennomgår turbulent strømning i et rør (eller tilsvarende struktur) er mulig ved bruk av denne ligningen: hastighet = (Reynolds tall x kinematisk viskositet) / (diameter av røret).

Bruksanvisning

1 Bestemme den karakteristiske lineære dimensjon av strømningen. Dette er den lengde over hvilken væsken er i bevegelse; for eksempel hvis fluidet beveger seg gjennom et rør, den lineære dimensjon av strømningen er diameteren av røret. Som et eksempel, anta at fluidet beveger seg gjennom et rør med en diameter på to meter.

2 Multipliser Reynolds tall av fluidet ved den kinematiske viskositet av fluidet. Dersom fluidet er luft, og Reynolds 'tall er 5400, multiplisere dette med den kinematiske viskositet av luft (15,68 x 10 ^ -6 meter kvadrat per sekund, forutsatt at en temperatur på 300 grader Kelvin), gir 0,085 meter kvadrat per sekund (m ^ 2 / s). Kall dette resultatet A.

3 Dele opp en av de karakteristiske lineære dimensjon av fluidet (dvs. tverrsnitts lengde gjennom hvilken fluidet reiser). Hvis væsken er på tur gjennom et rør, er det karakteristiske lineære dimensjon diameteren av røret. Avslutt vårt eksempel, hvis vi antar væske reiser gjennom et rør to meter i diameter, dividere resultat A ved denne diameter gir 0,042 meter per sekund. Dette er hastigheten til fluidet gjennomgår turbulent strømning.

Hint

  • I et rør med en bestemt diameter, vil fluid vanligvis gjennomgå turbulens når Reynolds tall er større enn 4000.
  • Kinematiske viskositet er avhengig av temperaturen; Bruk derfor en tabell for å finne den kinematiske viskositet for en gitt temperatur (for eksempel, se Reference 4).