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L'approche de la conservation de l'énergie pour l'analyse des systèmes

Overview

Source : Ricardo Mejia-Alvarez et Hussam Hikmat Jabbar, département de génie mécanique, Michigan State University, East Lansing, MI

Cette expérience vise à démontrer l’application de l’équation de conservation de l’énergie pour déterminer la performance d’un système de flux. À cette fin, l’équation de l’énergie pour l’écoulement régulier et incompressible est appliquée à un tuyau court muni d’un robinet-vanne. La vanne est fermée puis progressivement et son influence sur les conditions d’écoulement est caractérisée. En outre, l’interaction entre ce système d’écoulement et le ventilateur qui pousse le flux est étudiée en comparant la courbe du système avec la courbe caractéristique du ventilateur.

Cette expérience permet de comprendre comment la dissipation d’énergie est utilisée par vannes pour restreindre le flux. En outre, en vertu du même principe, cette expérience offre une méthode simple pour mesurer le débit en utilisant le changement de pression à travers une entrée nette.

Procedure

1. réglage de l’installation

  1. Assurez-vous que le ventilateur ne tourne pas, donc il n’y a pas de débit dans l’installation.
  2. Vérifiez que le système d’acquisition de données (Figure 4(A)) suit le schéma figure 2 b.
    1. Connectez le port positif du transducteur de pression #1 (voir la figure 2 b pour la référence) à la prise de pression en amont de la vanne ().
    2. Quitter le port négatif du tran...

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Results

La figure 5 montre les résultats pour les mesures. Ici, la ligne noire épaisse a été générée avec l’équation (2) et chaque ligne rouge avec l’équation (3) pour différentes valeurs du coefficient de perte de la soupape. De la figure, il est évident que la courbe du système augmente sa pente lorsque la vanne se ferme. En d’autres termes, cette expérience montre que le principe qui sous-tend le fonctionnement d’une vanne est d’augmenter la dissipation ...

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Application and Summary

Cette expérience a exploré l’application de l’équation de l’énergie pour caractériser l’action d’une vanne sur le débit de la canalisation. Il a été observé que la valve induit la résistance à l’écoulement en augmentant la dissipation d’énergie. Considérant que la chute de pression le long du système de débit est directement proportionnelle au carré de la vitesse d’écoulement, l’effet de dissipation d’énergie est capturée par la grandeur du coefficient de proportionnalité. Ce coef...

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References
  1. White, F. M. Fluid Mechanics, 7th ed., McGraw-Hill, 2009.
  2. Munson, B.R., D.F. Young, T.H. Okiishi. Fundamentals of Fluid Mechanics. 5th ed., Wiley, 2006.
Tags
Conservation Of EnergySystem AnalysisMechanical SystemsEnergy AccountingOperating ConditionsSimplified AnalysisFlow SystemGate ValveOperating PointLoss CoefficientFlow FacilityPlenumAtmospheric ConditionsSharp EntranceOpen DischargeOrifice PlateCentrifugal FanKinetic EnergyPotential EnergyThermodynamic Components

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0:07

Overview

1:00

Principles of Conservation of Energy Analysis

4:52

Preparing the Flow Chamber

7:11

Data Analysis

8:17

Results

9:07

Applications

9:55

Summary

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