Conservazione dell'energia come approccio all'analisi del sistema
Fonte: Ricardo Mejia-Alvarez e Hussam Hikmat Jabbar, Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Michigan State University, East Lansing, MI
Lo scopo di questo esperimento è dimostrare l'applicazione dell'equazione di risparmio energetico per determinare le prestazioni di un sistema di flusso. A tal fine, l'equazione energetica per un flusso costante e incomprimibile viene applicata a un tubo corto con una valvola a saracinesca. La valvola a saracinesca viene quindi gradualmente chiusa e viene caratterizzata la sua influenza sulle condizioni di flusso. Inoltre, l'interazione tra questo sistema di flusso e la ventola che aziona il flusso viene studiata confrontando la curva del sistema con la curva caratteristica della ventola.
Questo esperimento aiuta a capire come la dissipazione di energia viene utilizzata dalle valvole per limitare il flusso. Inoltre, secondo lo stesso principio, questo esperimento offre un metodo semplice per misurare la portata utilizzando la variazione di pressione attraverso un ingresso brusco.
1. Impostazione della struttura
- Assicurati che la ventola non sia in funzione, quindi non ci sia flusso nella struttura.
- Verificare che il sistema di acquisizione dati (Figura 4(A)) segua lo schema di cui alla figura 2B.
- Collegare la porta positiva del trasduttore di pressione #1 (vedere figura 2B per riferimento) al rubinetto di pressione a monte della valvola (
). - Lasciare la porta negativa del trasdu
- Collegare la porta positiva del trasduttore di pressione #1 (vedere figura 2B per riferimento) al rubinetto di pressione a monte della valvola (
La Figura 5 mostra i risultati per le misurazioni correnti. Qui, la linea solida nera è stata generata con l'equazione (2) e ogni linea rossa con l'equazione (3) per diversi valori del coefficiente di perdita della valvola. Dalla figura, è evidente che la curva del sistema aumenta la sua pendenza man mano che la valvola si chiude. In altre parole, questo esperimento dimostra che il principio alla base del funzionamento di una valvola è quello di aumentare la dissipazio...
Questo esperimento ha esplorato l'applicazione dell'equazione energetica per caratterizzare l'azione di una valvola sul flusso del tubo. È stato osservato che la valvola induce resistenza al flusso aumentando la dissipazione di energia. Considerando che la caduta di pressione lungo il sistema di flusso è direttamente proporzionale al quadrato della portata, l'effetto della dissipazione di energia è catturato dall'entità del coefficiente di proporzionalità. Questo coefficiente è l'aggiunta dei coefficienti di perdit...
- White, F. M. Fluid Mechanics, 7th ed., McGraw-Hill, 2009.
- Munson, B.R., D.F. Young, T.H. Okiishi. Fundamentals of Fluid Mechanics. 5th ed., Wiley, 2006.
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