1 / 44

Fysische transport-verschijnselen

7-Apr-12. Guido Wyseure. 2. Stroming van vloeistoffen. Stroming in gesloten leidingenlaminaire stroming (theoretisch onderbouwd)turbulente stroming (semi-empirisch)energie :Bernouilliladingsverliezenpompen en turbineswarmte-overdracht en krachtenEenparig en uniform in open kanalen: . 7-Apr-1

selene
Download Presentation

Fysische transport-verschijnselen

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

    1. 8-Apr-12 Guido Wyseure 1 Fysische transport-verschijnselen Stroming van vloeistoffen

    2. 8-Apr-12 Guido Wyseure 2 Stroming van vloeistoffen Stroming in gesloten leidingen laminaire stroming (theoretisch onderbouwd) turbulente stroming (semi-empirisch) energie :Bernouilli ladingsverliezen pompen en turbines warmte-overdracht en krachten Eenparig en uniform in open kanalen:

    3. 8-Apr-12 Guido Wyseure 3 Reynolds getal een dimensieloos getal dat de verhouding tussen inertie-krachten en viskeuze krachten weergeeft: Vav de gemiddelde snelheid ? de kinematische viskositeit (kg m-1 s-1) dh als de hydraulische diameter: P de natte omtrek en Ac de dwarsopp. De hydraulische diameter is de geometrische diameter bij ronde buizen

    4. 8-Apr-12 Guido Wyseure 4 Reynolds-getal ( grens 2300)

    5. 8-Apr-12 Guido Wyseure 5 Ronde buis, laminair & Newton vl.

    6. 8-Apr-12 Guido Wyseure 6 Gemiddelde snelheid (macroscopisch)

    7. 8-Apr-12 Guido Wyseure 7 Annulus

    8. 8-Apr-12 Guido Wyseure 8 Stationaire laminaire stroming door willekeurige doorsnedes

    9. 8-Apr-12 Guido Wyseure 9 Turbulente stroming (Re >2300) Semi-empirisch:

    10. 8-Apr-12 Guido Wyseure 10 Deze factor f voor turbulent

    11. 8-Apr-12 Guido Wyseure 11 Materialen absolute ruwheid (tabel 1 pag 19*)

    12. 8-Apr-12 Guido Wyseure 12 Moody diagramma (volledig)

    13. 8-Apr-12 Guido Wyseure 13 Darcy-Weisbach kan ook voor laminaire stroming in ronde buis

    14. 8-Apr-12 Guido Wyseure 14 Darcy-Weisbach:

    15. 8-Apr-12 Guido Wyseure 15 Oef 1: Stroming olie in vierkante doorsnede

    16. 8-Apr-12 Guido Wyseure 16 Oef 3: stroming van water in annulus

    17. 8-Apr-12 Guido Wyseure 17 Stroming van vloeistoffen Stroming in gesloten leidingen laminaire stroming (theoretisch onderbouwd) turbulente stroming (semi-empirisch) energie :Bernouilli ladingsverliezen pompen en turbines warmte-overdracht en krachten Eenparig en uniform in open kanalen:

    18. 8-Apr-12 Guido Wyseure 18 Begrip ladingshoogte

    19. 8-Apr-12 Guido Wyseure 19 Uitgebreide Bernouilli vergelijking

    20. 8-Apr-12 Guido Wyseure 20 Uitbreiding van Bernouilli energie toevoegen (HA) d.m.v. een pomp. HA is negatief (arbeid verricht op de vloeistof). energie verlies (hL) in continue wrijving en door lokale stromingsveranderingen (hL ladingsverliezen). extractie van energie (HE ) via een turbine HE is positief (arbeid verricht door de vloeistof).

    21. 8-Apr-12 Guido Wyseure 21 Ladingsverliezen: Wrijvings verliezen ( continue; zie vroeger Darcy-Weisbach) hf Lokale verliezen ( verandering van hoeveelheid van beweging) hm

    22. 8-Apr-12 Guido Wyseure 22 Locale energieverliezen Een verandering van stromingspatroon (en impuls) geeft aanleiding tot energie- verliezen: De coefficient K is afhankelijk van het soort locaal verlies ( kranen of valven, terugslag-kleppen, filters, debietsmeters, bochten en diameterveranderingen) Merk op dat lokale ladingsverliezen geen wrijvingsverliezen zijn

    23. 8-Apr-12 Guido Wyseure 23 Soorten kranen

    24. 8-Apr-12 Guido Wyseure 24 Valves for drip

    25. 8-Apr-12 Guido Wyseure 25 Sproeiers

    26. 8-Apr-12 Guido Wyseure 26 Behoud van massa !!!!!!!!

    27. 8-Apr-12 Guido Wyseure 27 Totale energie verlies:

    28. 8-Apr-12 Guido Wyseure 28 Continuiteit van massa Meeste vloeistoffen zijn weinig samendrukbaar;dus ? = constant en dus Bernouilli-vergelijking in “energie-verandering (arbeid of work)per gewichts-debiet uitgedrukt wordt dan is voor uit- of ingang van het controle oppervlak: De dimensie van H, ook “total head” of “ladingshoogte” genaamd, is lengte (m)

    29. 8-Apr-12 Guido Wyseure 29 Oefening 1.: Uitloop reservoir (zie achteraan)

    30. 8-Apr-12 Guido Wyseure 30 Gegeven tank horizontale vierkante doorsnede van 10 op 10 m met 5 m water in de tank. bodem van de tank 10 m boven de grond. leiding van de bodem van de tank naar de grond. De overgang van de bodem naar de buis is goed afgerond (“well-rounded”). ronde leiding met diameter van 0,10 m. Een bocht ( gewone elboog met flenzen ) van 90° vanwaar de leiding horizontaal op de bodem ligt.

    31. 8-Apr-12 Guido Wyseure 31 Verdere gegevens: Het horizontale gedeelte van de leiding is 50 m lang. Op het einde van de buis is er een spuit-opening met een diameter van 2 cm (“sudden contraction”). De buis is in gladde kunststof en heeft een wrijvingsfaktor f = 0.013. Gevraagd: 1) wat is het debiet doorheen de leiding waarmee we het gazon besproeien? 2) controleer of de opgegeven wrijvingsfaktor aanvaardbaar is.

    32. 8-Apr-12 Guido Wyseure 32 Pompen : energie toevoegen aan het fluidum van het CV Een pomp voegt energie, HA , toe. Per conventie in de nota's negatief in de uitgebreide Bernouilli. De efficientie van een pomp is: waarbij subscript s staat voor “shaft” (vertaald: “as”). Dit is het vermogen geleverd door de motor aan de as van de pomp.

    33. 8-Apr-12 Guido Wyseure 33 Pomp-karakteristiek Vele types van pompen (zoals oa. de centrifugale pompen) hebben een operatie-karateristiek. De relatie tussen de opvoerhoogte (toegevoegde energie-lading: - HA ) en het volume debiet. Vorm van de karakteristiek:

    34. 8-Apr-12 Guido Wyseure 34 Systeem karakteristiek (ladingsbehoefte in functie van het debiet)

    35. 8-Apr-12 Guido Wyseure 35 Werkingspunt: snijpunt

    36. 8-Apr-12 Guido Wyseure 36 Oefening met pomp

    37. 8-Apr-12 Guido Wyseure 37 Oefening: Syfon

    38. 8-Apr-12 Guido Wyseure 38 Gegeven: Diameter D =50 mm Hoogtes: ?zh =2 m en ?z0 =5 m Olie met s=0,82 (spec. dichth.) Het ladingsverlies van punt 1 tot 2 is 1,5 m Het ladingsverlies van punt 2 tot 3 is 2,4 m Gevraagd: het debiet en de druk in punt 2.

    39. 8-Apr-12 Guido Wyseure 39 Binnen- en buitengaande energie De indices 1 en 2 zijn van toepassing op de controle oppervlaktes waar het fluidum respectievelijk binnen en buiten het CV stroomt (z1 en z2) bepaalt de potentiële energie; grote reservoirs kan de snelheid V verwaarloosd worden atmosferische druk als referentie-druk (p=patm=0). pas echter op met problemen waarin de absolute druk van belang is

    40. 8-Apr-12 Guido Wyseure 40 Verband druk en totale energie. Voor water komt de ladingshoogte overeen met hoogte van een water-kolom in een piezometer Bij stromende fluida zal men afhankelijk van de opstelling de statische, de totale of de stagnatie-druk meten statische = geen snelheidscomponente stagnatie-druk= met snelheidscomponente de Pitot-buis past dit principe toe; Fig. 13 pag 25 dus toepassing van Bernouilli !!!!

    41. 8-Apr-12 Guido Wyseure 41 Pitot-buis

    42. 8-Apr-12 Guido Wyseure 42

    43. 8-Apr-12 Guido Wyseure 43 Snelheid met Pitot-tube

    44. 8-Apr-12 Guido Wyseure 44 Bereken de snelheid

    45. 8-Apr-12 Guido Wyseure 45 Oefening: Pitot-buis

More Related